量子最適制御シミュレーション法の大幅な拡張と実用化に向けた基盤研究への展開

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20350001
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 物理化学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 大槻 幸義 東北大学, 大学院・理学研究科, 准教授 (40203848)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: コヒーレント制御 / レーザーパルス / 最適化 / 分子整列 / 分子配向

研究概要

分子とレーザーパルスの非線形な分極相互作用を扱える最適制御シミュレーション・アルゴリズムを開発した.(1)直線偏光パルスによる整列制御の例では, 電場の二乗の強度スペクトルが回転ラマン遷移条件を満たすようにネットワーク構造を構成することを明らかにし, 従来の種々の制御機構を統一的に理解した.(2)CO分子の配向制御においては, 整列+ 配向の2段階制御機構の有効性を提案した.(3)偏光も最適化した振動回転同時制御では, 直線偏光では生成できない振動回転波束の生成機構を数値的に示した.

研究成果

• [雑誌論文] Frequency-network mechanism for alignment of diatomic molecules by multi-pulse excitation (2011)
  • 著者名/発表者名: H. Abe and Y. Ohtsuki
  • 雑誌名: Phys. Rev. 巻: A83 ページ: 053410
  • 査読あり
• [雑誌論文] Path integral molecular dynamics simulation of quasi-free rotational motion of CO doped in a large para-hydrogen cluster (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Mizumoto and Y. Ohtsuki
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett. 巻: 501 ページ: 304
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simulating quantum search algorithm using vibronic states of I2 manipulated by optimally designed gate pulses (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohtsuki
  • 雑誌名: New J. Phys, also in Virtual Journal of Quantum Information 巻: 12, 10 ページ: 045002 (18 pages)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ultrafast Fourier transform with a femtosecond-laser-driven molecule (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Hosaka, H. Shimada, H. Chiba, H. Katsuki, Y. Teranishi, Y. Ohtsuki, K. Ohmori
  • 雑誌名: Phys. Rev. Lett. 巻: 104 ページ: 180501
  • 査読あり
• [雑誌論文] 量子最適制御シミュレーション法の開発と分子科学への応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 大槻幸義
  • 雑誌名: 第38回制御理論シンポジウム資料 ページ: 353-356
• [雑誌論文] Optimal alignment control of a nonpolar molecule through nonresonant multiphoton transitions (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Nakagami, Y. Mizumoto, and Y. Ohtsuki
  • 雑誌名: J. Chem. Phys. 巻: 129 ページ: 194103 (9 pages)
  • 査読あり
• [学会発表] Nonresonant multiphoton optimal control of cold molecules (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohtsuki
  • 学会等名: Pachifichem 2010
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii, USA
  • 年月日: 20101215-20
• [学会発表] Optimal gate pulse design robust against Decoherence (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohtsuki
  • 学会等名: Pachifichem 2010
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii, USA
  • 年月日: 20101215-20
• [学会発表] Nonresonant multiphoton optimal control simulation of molecular alignment and orientation (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohtsuki
  • 学会等名: G-COE International Symposium on Physical Chemistry
  • 発表場所: Tohoku Univ. Sendai
  • 年月日: 20100902-03
• [学会発表] デコヒーレンスに強いゲートパルスの最適設計 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大槻幸義
  • 学会等名: 第13回理論化学討論会
  • 発表場所: 北海道大学国際交流会館, 札幌市
  • 年月日: 20100523-25
• [学会発表] Development of optimal control simulation and its applications to molecular alignment and quantum information processing (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohtsuki
  • 学会等名: Okazaki Conference"New Frontier in Quantum Chemical Dynamics" IMS
  • 発表場所: Okazaki
  • 年月日: 20100221-23
• [学会発表] 分子科学における量子最適制御シミュレーション : 化学反応制御から量子情報処理 (2010)
  • 著者名/発表者名: 大槻幸義
  • 学会等名: 制御理論部会最先端ワークショップ「分子科学が拓く制御理論応用の新潮流」
  • 発表場所: 京都大学東京オフィス
  • 年月日: 2010-03-08
• [学会発表] デコヒーレンスに強いゲートパルス設計法の開発と実装シミュレーション (2009)
  • 著者名/発表者名: 大槻幸義
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学黒髪キャンパス, 熊本市
  • 年月日: 20090925-0928
• [学会発表] 量子最適制御シミュレーション法の開発と分子科学への応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 大槻幸義
  • 学会等名: 第38回制御理論シンポジウム
  • 発表場所: コスモスクエア国際交流センター, 大阪市
  • 年月日: 20090914-16
• [学会発表] Monotonically convergent algorithms for solving quantum optimal control problems in chemistry and physics (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohtsuki
  • 学会等名: The IMA Workshop on Coherence, Control, and Dissipation, Institute for Mathematics and its Applications
  • 発表場所: University of Minnesota
  • 年月日: 20090301-0306
• [学会発表] Quantum optimal control via linear and nonlinear interactions : Applications to dynamical decoupling and molecular alignment (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohtsuki
  • 学会等名: Workshop on Quantum Control of Light and Matter
  • 発表場所: Kavli Institute Theoretical Physics (University of California, Santa Barbara)
  • 年月日: 2009-07-16
• [学会発表] 凝縮相中での分子整列制御に対する最適制御シミュレーション (2008)
  • 著者名/発表者名: 大槻幸義, 中上和幸
  • 学会等名: 第2回分子科学討論会
  • 発表場所: 福岡国際会議場, 福岡
  • 年月日: 20080924-27
• [学会発表] 対称分割アルゴリズムを用いた非共鳴最適制御シミュレーションとランドスケープ (2008)
  • 著者名/発表者名: 大槻幸義, 中上和幸
  • 学会等名: 第11回理論化学討論会
  • 発表場所: 慶応義塾大学理工学部, 横浜市
  • 年月日: 20080522-24
• [図書] Laser control of ultrafast dynamics at conical intersections, Conical Intersections (Advanced Series in Physical Chemistry vol.17) (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Ohtsuki and W. Domcke
  • 出版者: World Scientific