| 研究課題/領域番号 |
16H06289
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| 研究種目 |
特別推進研究
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
化学
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| 研究機関 | 分子科学研究所 |
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研究代表者 |
大森 賢治 分子科学研究所, 光分子科学研究領域, 教授 (10241580)
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| 研究分担者 |
豊田 晴義 浜松ホトニクス株式会社, 中央研究所, 研究主幹 (80393940)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-26 – 2021-03-31
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| キーワード | 超高速コヒーレント制御 / アト秒 / 量子多体問題 / 量子シミュレータ / 極低温リュードベリ原子 |
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| 研究成果の概要 |
光双極子トラップ中の冷却ルビジウム原子集団を超高速レーザーでリュードベリ励起する独自の手法によって、多体電子ダイナミクスをアト秒精度でシミュレートする「超高速量子シミュレータ」の原型（1G実験系）を開発した。次にこれを光格子中の「リュードベリ原子結晶」へと発展させるとともに（2G実験系）、隣り合った原子の電子軌道が重なり合う新物質「金属状の量子気体」を創り出した。さらに、光ピンセットでミクロン間隔に任意配列された単一原子の中の単一電子の動きをアト秒精度で観測できる極限性能の3G実験系へと発展させた。また、プログラマブルな乱雑配置で原子をトラップする技術を確立し、乱雑系モードへの拡張に成功した。
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| 自由記述の分野 |
量子物理学 原子分子光物理学 量子情報科学 物理化学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
固体材料の超伝導性や磁性の発現から液体中の薬剤分子と標的分子の相互作用に至るまで、私たちの身の回りにある多くの重要な物理的・化学的機能性は、多数の原子や分子が相互作用する量子多体問題によって支配されている。しかし、このような強相関系の量子多体問題を現在のシリコンベースのスパコンで厳密に解くことはほぼ不可能である。本研究で開発した「超高速量子シミュレータ」は、複雑な量子多体問題を1000粒子以上について近似無しにシミュレート出来る新しいプラットフォームとして期待されている。また近年、世界中で競争が激化する量子技術開発において、我が国の競争力を強化する成果としても期待されている。
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