2023 年度研究成果報告書

１７１Yb＋イオンを用いた共同冷却による１１５In＋イオン光周波数標準の精度向上

研究課題

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研究課題/領域番号	21K20362
研究種目	研究活動スタート支援
配分区分	基金
審査区分	0202:物性物理学、プラズマ学、原子力工学、地球資源工学、エネルギー学およびその関連分野
研究機関	国立研究開発法人情報通信研究機構
研究代表者	木原亜美国立研究開発法人情報通信研究機構, 電磁波研究所電磁波標準研究センター, 研究員 (90911371)
研究期間 (年度)	2021-08-30 – 2024-03-31
キーワード	イオントラップ / 光周波数標準
研究成果の概要	本研究は現在開発されているインジウムイオン光時計のさらなる精度向上を目指し、現在の課題であるインジウムイオンの効率的な冷却を目的として共同冷却に用いるイオンをこれまでのカルシウムからイッテルビウムに変えたイオントラップシステムの立ち上げを行なったものである。研究期間内でイッテルビウムイオンとインジウムイオンの同時トラップに必要な装置の構築を行い、これらのイオンの同時トラップに成功した。また、光時計動作を目指してインジウムイオンの量子状態観測を可能にするためにインジウムイオンの状態検出に必要な波長230nmのレーザー光源の開発も行い、3時間以上の安定動作を確認した。
自由記述の分野	量子エレクトロニクス
研究成果の学術的意義や社会的意義	インジウムイオン光時計は様々なイオン種が提案されているイオントラップ光時計の中でも環境によるずれの影響を受けにくく精度の良い時計としてその将来性が期待されている。また、イオントラップ光時計は量子ネットワークとの親和性も持っていることから、将来的に量子インターネットに光時計を組み込むことも可能であり、より安全かつ高精度な時刻同期にも期待が持てる。本研究成果はその始めの一歩を踏み出したと言える。