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2022 年度 実績報告書

量子回路のモジュール化と量子制御の数学的および実験的研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K03795
研究機関近畿大学

研究代表者

中原 幹夫  近畿大学, 理工学総合研究所, 研究員 (90189019)

研究分担者 NICCHORMAIC SILE  沖縄科学技術大学院大学, 量子技術のための光・物質相互作用ユニット, 教授 (10715288)
BUSCH Thomas  沖縄科学技術大学院大学, 量子システム研究ユニット, 教授 (30715272)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード非断熱量子制御 / デコヒーレンス抑制 / 光学ナノファイバー / 近接場 / 4重極相互作用
研究実績の概要

中原は主に非断熱量子制御(断熱ショートカット)の継続研究を行った。イギリスRoyal Societyの雑誌The Philosophical Transactions of the Royal Society Aの特別号"Shortcuts to adiabaticity: theoretical, experimental and interdisciplinary perspectives”の筆頭編集者を務め、非断熱量子制御を様々な視点からまとめた。断熱ショートカットは高忠実度の断熱量子制御の結果を短時間で実現するので、量子ゲートに適用した時にはデコヒーレンスを抑制することができる。また、断熱ショートカットで最もよく使われる方法の一つである”counteradiabatic driving”について総合報告を行った。量子状態トモグラフィー、断熱量子計算、有限系の加法的不確定性関係に関する数学的研究も行ったが、出版するには至っていない。
BuschとNic Chormaicは、光ナノファイバーと2準位原子との相互作用を理論的および実験的に特徴づける研究に多くの進展があった。特に、光ナノファイバーの近接場を介した4重極相互作用、アレイ・モード理論を使った2つの平行な光ナノファイバー間の光学力、光ナノファイバー近傍での電気四重極遷移に伴うガイド光から原子への角運動量の伝達、光ナノファイバー近傍における多価アルカリ金属原子の低位励起状態の反発性カシミール・ポルダー・ポテンシャルなどの研究成果を強調したい。これらすべての研究が、原子+ナノファイバーのハイブリッド量子システムのより良い制御につながると期待される。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 オープンアクセス 5件、 査読あり 5件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 7件、 招待講演 6件)

  • [国際共同研究] ITMO University(ロシア連邦)

    • 国名
      ロシア連邦
    • 外国機関名
      ITMO University
  • [雑誌論文] Direction-dependent coupling between a nanofiber-guided light field and a two-level atom with an electric quadrupole transition2023

    • 著者名/発表者名
      Fam Le Kien, Sile Nic Chormaic, and Thomas Busch
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 107 ページ: 013713 1-12

    • DOI

      10.1103/PhysRevA.107.013713

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Preface to ‘Shortcuts to adiabaticity: theoretical, experimental and interdisciplinary perspectives’2022

    • 著者名/発表者名
      Nakahara Mikio、Chen Xi、Ban Yue、Masuda Shumpei
    • 雑誌名

      Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences

      巻: 380 ページ: 20210284 1-3

    • DOI

      10.1098/rsta.2021.0284

    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Counterdiabatic formalism of shortcuts to adiabaticity2022

    • 著者名/発表者名
      Nakahara Mikio
    • 雑誌名

      Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences

      巻: 380 ページ: 20210272 1-21

    • DOI

      10.1098/rsta.2021.0272

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Repulsive Casimir-Polder potentials of low-lying excited states of a multilevel alkali-metal atom near an optical nanofiber2022

    • 著者名/発表者名
      Fam Le Kien, D. F. Kornovan, Sile Nic Chormaic, and Thomas Busch
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 105 ページ: 042817 1-14

    • DOI

      10.1103/PhysRevA.105.042817

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Optical force between two coupled identical parallel optical nanofibers2022

    • 著者名/発表者名
      Fam Le Kien, Sile Nic Chormaic, and Thomas Busch
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 105 ページ: 063517 1-7

    • DOI

      10.1103/PhysRevA.105.063517

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Transfer of angular momentum of guided light to an atom with an electric quadrupole transition near an optical nanofiber2022

    • 著者名/発表者名
      Fam Le Kien, Sile Nic Chormaic, and Thomas Busch
    • 雑誌名

      Physical Review A

      巻: 106 ページ: 013712 1-8

    • DOI

      10.1103/PhysRevA.106.013712

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Probing cold atom interactions via optical nanofibers2023

    • 著者名/発表者名
      S Nic Chormaic, A Vylegzhanin, Z Shahrabifarahani, A Raj, A Zaitsev, S Abdrakhmanov, W Li, J L Everett, D Brown
    • 学会等名
      SPIE Photonics West
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] From cold atoms to microbead manipulation using ultrathin optical fibres2022

    • 著者名/発表者名
      S Nic Chormaic
    • 学会等名
      IEEE-Optica IIT Bombay Photonics Student Chapters
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Using optical nanofibres to mediate cold atom interactions2022

    • 著者名/発表者名
      S Nic Chormaic
    • 学会等名
      DAALI Workshop "Delving into light-matter interactions and their applications"
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Using optical nanofibres to mediate cold atom interactions2022

    • 著者名/発表者名
      S Nic Chormaic
    • 学会等名
      EOSAM 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Manipulating and trapping particles from atoms to Janus spheres using optical nanofibres2022

    • 著者名/発表者名
      S Nic Chormaic
    • 学会等名
      Photon UK
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Optical nanofibre dipole traps and Rydberg atom interactions2022

    • 著者名/発表者名
      S Nic Chormaic
    • 学会等名
      APPC 2022
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Hybrid quantum systems using optical nanofibres integrated with cold rubidium atoms2022

    • 著者名/発表者名
      S Nic Chormaic, A Vylegzhanin, Z Shahrabifarahani, A Raj, RK Gupta, D Brown, JL Everett.
    • 学会等名
      CLEO Pacific Rim 2022
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2023-12-25  

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