| 研究課題/領域番号 |
19K14639
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分13020:半導体、光物性および原子物理関連
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| 研究機関 | 分子科学研究所 |
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研究代表者 |
素川 靖司 分子科学研究所, 光分子科学研究領域, 助教 (70768556)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 冷却原子 / 人工ゲージ場 / ボース・アインシュタイン凝縮体 / 量子制御 / 幾何学的位相 / 非可換ベリー位相 / リュードベリ状態 |
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| 研究成果の概要 |
量子系の幾何学的・トポロジカルな特性は物性を特徴づけ、マクロな振る舞いさえも決定する。本研究では、ボース・アインシュタイン凝縮したルビジウム原子集団に対して、精緻に位相・強度を制御したマイクロ波を照射することで、非可換なSU(2)人工ゲージ場を量子エンジニアリングし、非可換な幾何学的位相を観測・制御することに成功した。閉じた軌道を描くように断熱的にハミルトニアンを変化させることで、ベリー位相を一般化したWilczek-Zee位相を観測・制御するとともに、量子プロセス・トモグラフィを用いて、Wilczek-Zee位相を評価し、ゲージ依存しないウィルソン・ループによって特徴付けることに成功した。
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| 自由記述の分野 |
冷却原子実験
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
量子系の幾何学的・トポロジカルな特性は、物理や化学など分野横断的に議論されており、物性を特徴づけ、マクロな振る舞いさえも決定するなど重要性が高い。冷却原子系は量子シミュレータ、量子コンピュータ、量子センサーのプラットフォームとして注目されており、本研究成果は、非可換な幾何学的位相を用いたスピン・デバイスや量子シミュレーション、量子センサー、ホロノミック量子コンピューティングへの応用が期待される。
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