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2013 年度 研究成果報告書

開放型イオントラップ系による量子情報処理

計画研究

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研究領域量子サイバネティクス - 量子制御の融合的研究と量子計算への展開
研究課題/領域番号 21102006
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関大阪大学

研究代表者

占部 伸二  大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (20304040)

連携研究者 田中 歌子  大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 講師 (20359087)
豊田 健二  大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 助教 (20314403)
早坂 和弘  情報通信研究機構, 研究マネージャー (10359086)
研究期間 (年度) 2009-07-23 – 2014-03-31
キーワードイオントラップ / 量子情報処理 / 量子エレクトロニクス / レーザー冷却
研究概要

多領域からなるプレーナートラップを開発し、イオンの移動実験に成功した。さらに微小な永久磁石をトラップ基板の裏面に配置し、量子状態制御が可能な高い磁場勾配を発生させた。誘導ラマン断熱通過を用いて、幾何学的位相因子のみによるユニバーサルな単一量子ビットゲート操作を初めて実現した。デコヒーレンスフリーな2イオンの量子もつれ状態の生成、および多準位誘導ラマン断熱通過の原理を用いて、4イオンのディッケ状態の高忠実度生成に成功した。正三角形に配置した極低温状態の3イオンからなる量子回転子を実現し、そのトンネル効果によるアハラノフ・ボーム効果の観測に成功した。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件) 学会発表 (5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Aharonov-Bohm effect in the tunneling of a quantum rotor in a linear trap2014

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Noguchi, Yutaka Shikano, Kenji Toyoda, and Shinji Urabe
    • 雑誌名

      Nature Commun

      巻: Vol.5 ページ: 3868

    • DOI

      10.1038/ncomms4868

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design of a surface electrode trap for parallelion strings2014

    • 著者名/発表者名
      Utako Tanaka, Kensuke Suzuki, Yuki Ibaraki, and Shinii Urabe
    • 雑誌名

      J. Phys. B

      巻: 47 ページ: 035301

    • DOI

      10.1088/0953-4075/47/3/035301

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Experimental Realization of a Quantum Phase Transition of Polaritonic Excitations2013

    • 著者名/発表者名
      Kenji Toyoda, Yuta Matsuno, Atsushi Noguchi, Shinsuke Haze, and Shinji Urabe
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett

      巻: 111 ページ: 160501

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.111.160501

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Realization of holonomic single-qubit operations2013

    • 著者名/発表者名
      K.Tbvoda, K.Uchida, A.Noguchi, S. Haze, and S. Urabe
    • 雑誌名

      Phys. Rev. A

      巻: 87 ページ: 052307

    • DOI

      10.1103/PhysRevA.87.052307

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation of Dicke States with Phonon-Mediated Multi-level Stimulated Raman Adiabatic Passage2012

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Noguchi,Kenji Toyoda, and Shinii Urabe
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett

      巻: 109 ページ: 260502

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.109.260502

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Micromotion compensation in a surface electrode trap by parametric excitation of trapped ions2012

    • 著者名/発表者名
      U. Tanaka, K. Masuda, Y. Akimoto, K. Koda, Y. Ibaraki, and S. Urabe
    • 雑誌名

      Appl. Phys. B

      巻: 107 ページ: 907-912

    • DOI

      10.1007/sOO340-011-4762-2

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation of a Decoherence-Free Entangled State Using a Radio-Frequency Dressed State2012

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Noguchi, shinsuke Haze, Kenji Toyoda, and Shinji Urabe
    • 雑誌名

      Phys. Rev. Lett

      巻: 108 ページ: 060503

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.108.060503

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observation of phonon hopping in radial vibrational modes of trapped ions2012

    • 著者名/発表者名
      Shinsuke Haze, Yusuke Tateishi, Atsushi Noguchi, Kenji Toyoda, and Shinji Urabe
    • 雑誌名

      Phys. Rev. A

      巻: Vol. 85 ページ: 031401(R)

    • DOI

      10.1103/PhysRevA.85.031401

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detection of parametric resonance of trapped ions for micromotion compensation2011

    • 著者名/発表者名
      Y. Ibaraki, U. Tanaka, and S. Urabe
    • 雑誌名

      Appl. Phys. B

      巻: Vol.105 ページ: 219-223

    • DOI

      10.1007/s00340-011-4463-x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sideband Excitation of Trapped Ions by Rapid Adiabatic Passage for Manipulation of Motional State2011

    • 著者名/発表者名
      T. Watanabe, S. Nomura, K. Toyoda, and S. Urabe
    • 雑誌名

      Phys. Rev. A

      巻: 84 ページ: 033412

    • DOI

      10.1103/PhysRevA.84.033412

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation of Dicke states using adiabatic passage2011

    • 著者名/発表者名
      K. Toyoda, T. Watanabe, K. Kimura, S. Nomura, S. Haze, and S. Urabe
    • 雑誌名

      Phys. Rev. A

      巻: 83 ページ: 022315

    • DOI

      10.1103/PhysRevA.83.022315

    • 査読あり
  • [学会発表] イオントラップ中の量子トンネル回転子2014

    • 著者名/発表者名
      野口篤史、鹿野豊、豊田健二、占部伸二
    • 学会等名
      基礎物理学研究所研究会
    • 発表場所
      量子情報の新展開京都大学基礎物理学研究所湯川記念館
    • 年月日
      2014-03-25
  • [学会発表] Quantum Simulation of the Jaynes-Cummings-Hubbard Model Using Trapped Ions2013

    • 著者名/発表者名
      K. Toyoda, Y. Matsuno, A. Noguchi, S. Haze, S. Urabe
    • 学会等名
      CLEO-PR & OECC/PS 2013
    • 発表場所
      Kyoto International Conference Center, Kyoto, Japan
    • 年月日
      2013-07-03
  • [学会発表] Development of a Surface Electrode Trap for Two-Dimensional Ion Lattice2013

    • 著者名/発表者名
      U. Tanaka, K. Suzuki, and S. Urabe
    • 学会等名
      CLEO-PR&OECC/PS 2013
    • 発表場所
      Kyoto International Conference Center, Kyoto, Japan
    • 年月日
      2013-07-03
  • [学会発表] Generation of Dicke States with Phonon-Mediated Multi-level Stimulated Raman Adiabatic Passage2013

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Noguchi, Kenji Toyoda, Shinji Urabe
    • 学会等名
      The 21st International Conference on Laser Spectroscopy
    • 発表場所
      Claremont Hotel, Berkeley, California, USA
    • 年月日
      2013-06-10
  • [学会発表] Quantum Simulation of the Jaynes-Cummings-Hubbard Model Using Trapped Ions2013

    • 著者名/発表者名
      K. Toyoda, Y. Matsuno, A. Noguchi, S. Haze, S. Urabe
    • 学会等名
      The 21st International Conference on Laser Spectroscopy
    • 発表場所
      Claremont Hotel, Berkeley, California, USA
    • 年月日
      2013-06-10
  • [備考]

    • URL

      http://www.qe.ee.es.osaka-u.ac.jp/

URL: 

公開日: 2015-06-25  

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