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2019 年度 実績報告書

表面弾性波を用いた単一飛行電子のコヒーレント制御

研究課題

研究課題/領域番号 18K14082
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

高田 真太郎  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究員 (90805144)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
キーワード表面弾性波 / 飛行量子ビット / 量子ドット / 量子細線
研究実績の概要

当該年度は昨年度から引き続き、高次の表面弾性波を効率よく発生させることができるSplit52型IDTの最適化、及び評価を行なった。高次の表面弾性波を混ぜ合わせると、通常の正弦波型のポテンシャルの波だけではなく、鋸型やデルタ型といった異なる形状のポテンシャルの波を発生させることが可能となる。それらを単電子ポンプや単一電子移送に応用することでより忠実度の高いデバイスの実現につながるものと考えられる。昨年度までの成果で高次の波の発生は確認できていたが、一方で、従来のTiとAuの電極を用いて作製されたIDTでは高次の波の周波数が定数倍からずれる問題があり、効率良くそれらを混ぜ合わせることが困難であった。当該年度は電極の材料をTiとAlに変更し、IDTを作製することで、きっちりと定数倍の位置に高次の共鳴を発生させることに成功した。また、そのIDTを用いて実際に室温で複数の周波数を混ぜ合わせ、鋸型やデルタ型といった表面弾性波を発生可能であることを確認した。
単一飛行電子の量子制御に関する実験については、昨年度までの研究で複数の単一電子源を同期させるための技術や単一飛行電子の移送方向を制御する技術の実証に成功していた。当該年度は、単一飛行電子のコヒーレントな制御の実現に向けて、理論家との共同研究を行い、コヒーレント制御の実現には飛行電子の閉じ込めの強化が重要であり、表面弾性波の強度を2倍から3倍程度向上が必要であるという示唆を得た。この成果を昨年度までの成果と合わせ、Nature Communicationsに論文として出版した。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Sound-driven single-electron transfer in a circuit of coupled quantum rails2019

    • 著者名/発表者名
      Takada Shintaro、Edlbauer Hermann、Lepage Hugo V.、Wang Junliang、Mortemousque Pierre-Andr?、Georgiou Giorgos、Barnes Crispin H. W.、Ford Christopher J. B.、Yuan Mingyun、Santos Paulo V.、Waintal Xavier、Ludwig Arne、Wieck Andreas D.、Urdampilleta Matias、Meunier Tristan、B?uerle Christopher
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 10 ページ: 4557

    • DOI

      10.1038/s41467-019-12514-w

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 表面弾性波を用いた高精度量子電流源実現に向けた Split-52型IDTの評価2020

    • 著者名/発表者名
      太田俊輔、高田真太郎、中村秀司、岡崎雄馬、金子晋久、小寺哲夫
    • 学会等名
      第67回応用物理学会春季学術講演会
  • [学会発表] Sound-driven single-electron transfer in a circuit of coupled quantum railes2019

    • 著者名/発表者名
      Shintaro Takada
    • 学会等名
      9TH SUMMER SCHOOL ON SEMICONDUCTOR/SUPERCONDUCTOR QUANTUM COHERENCE EFFECT AND QUANTUM INFORMATION

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公開日: 2021-01-27  

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