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(1) 飛行電荷量子ビットの量子もつれ検出と制御
結合量子細線とABリングからなる飛行量子ビットに表面弾性波(SAW)を組み合わせた実験に取り掛かった。SAWによる電流が量子化されることとSAW電流が空乏化した長い量子細線(数ミクロン)を運ばれることを確認したが、量子ビットの制御までは達成できなかった。また、飛行量子ビットを用いて量子ドットを伝播する電子が得る位相の測定を行うため、新たに試料のデザインと作成を行った。一方で、飛行量子ビットの制御系においてOnsagerの法則が破れる要因をより明らかにするために追実験を行った。今年度行った追実験により、Onsagerの法則の破れは多端子構造によるものではなく、量子力学的な状態制御によって時間反転対称性が破れることに起因していることを確認した。これは、本研究で作成した干渉計が、従来のもの(:電子が基底状態を伝播する)とは全く異なることを示している。量子力学的なこの干渉計は、外部電極の揺らぎの影響を受けないことから、量子干渉における内在的なデコヒーレンス要因など、これまで解決が難しいと思われていた問題にも新しい知見を与えることが期待される。
(2) 超伝導-低次元常伝導接合の量子もつれ生成と検出
前年度に作成したInAs-超伝導金属接合デバイスを用いて交差アンドレーエフ反射の観測を目指したが、試料に問題があって達成できなかった。グラフェン-超電導金属接合も作成したが、接合面にはまだ改善の必要があることがわかった。また、本研究で確立したダブルゲート構造の作成技術を利用して、2層、3層グラフェンを用いた新たなナノ構造の作成にとりかかった。
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