| 研究概要 |
今年度も量子系のダイナミクスを,量子計算や量子情報で特に問題となる量子コヒーレンスの維持,回復という観点から調べた.ひとつは,量子測定過程(スペクトル分解過程)を介した際のダイナミクスによって量子系の純化あるいは量子絡み合い状態の抽出を目指すという(我々が近年提唱した)手法の,応用も含めた詳細な検討である.この手法は,他の手法では両立することが困難となることの多かった高い信頼性(fidelity)と有限の収率(yield)を同時に実現可能としているだけでなく,枠組み自体が簡単で様々な状況に柔軟に適用できるという特徴を備えている.この方法では純化したい系を直接測定するわけではないので,純粋状態として量子絡み合い状態を実現させる枠組みとしても利用することができる.既に,いくつかの簡単な量子系において,この手法によって最適な純化が実現できるための条件を明らかにした他,空間的に離れた二つの量子系間に絡み合った状態を抽出する方法,あるいは量子ゼノンダイナミクスと組み合わせることでさらに多様な量子状態が実現可能であることを明らかにした.また,この手法の外界からの雑音に対する安定性やこれまでの手法をさらに簡略化する方法などについても検討を加えている他,量子ドット系へのスピン注入という手法によって,実験室で実際に実現させる可能性に関しても検討を始めている.
もうひとつの成果としては,量子コヒーレンスの回復,維持の方法として提唱されている三つの手法,すなわち,いわゆる量子ゼノン効果,Bang-Bangコントロール,そして連続的相互作用の手法を比較し,これらの手法が良く機能するためには十分頻繁な測定あるいはパルスの照射,あるいは十分強い結合が必要であることを定量的に明らかにした.
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