研究課題
量子状態が壊れてしまうデコヒーレンスは、現状の現実世界の量子系では避けることができず、量子系の活用において問題となっている。しかし、もしこのデコヒーレンスをうまく利用できれば、有用な量子技術の要素として活用できる可能性もある。本研究では、操作性の良いデコヒーレンスを導入可能である半導体量子ドット系を用いて、デコヒーレンスについての物理解明を進め、これを活用した量子技術について研究している。本年度は特に半導体量子ドット系を用いた実験環境の整備、改良や、半導体量子ドット系の測定を中心に研究を行った。本研究では半導体量子ドットの中に形成される電圧等で人工的に制御可能な量子状態を実験系として利用する。このため、半導体微細加工技術を活用することにより、量子効果の発現する半導体量子ドット試料の作製を行った。また半導体量子ドット中の量子状態を明瞭に観測できる極低温環境における単一電子検出回路等の整備を行い、さらにその測定感度を向上させるための改良を行った。そしてこれを利用して半導体量子ドット系での量子状態の測定を行い、量子ドット内にトラップされた電子のスピンを利用した量子状態を観測した。また極低温環境下での高速電気信号制御系についても整備を行い、これを利用して半導体量子ドット中の量子状態の制御についても実施した。また半導体量子ドット系におけるデコヒーレンスに関するパラメータについても、その制御、評価を開始した。
2: おおむね順調に進展している
本研究で必要となる半導体量子ドット系の実験環境の構築、改良が順調に進んでいるため。また半導体量子ドット系を活用した測定および評価も進展しているため。
引き続き半導体量子ドット系を活用することにより、デコヒーレンスに関する物理解明、およびデコヒーレンスを活用した量子技術についての研究を進める。特に小規模実験系と高感度電気測定を用いてミクロな物理現象の解明をさらに進め、これを量子技術に活用する方式の検討を行う。
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