| 研究課題/領域番号 |
22241025
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
ナノ構造科学
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| 研究機関 | 国立情報学研究所 (2011-2012)
日本電信電話株式会社NTT物性科学基礎研究所 (2010) |
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研究代表者 |
仙場 浩一 国立情報学研究所, 量子情報国際研究センター, 特任教授 (50393773)
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| 研究分担者 |
根本 香絵 国立情報学研究所, 情報学プリンシプル研究系, 教授 (80370104)
齋藤 志郎 日本電信電話 株式会社 NTT物性科学基礎研究所, 量子電子物性研究部, 主任研究員 (90393777)
角柳 孝輔 日本電信電話 株式会社 NTT物性科学基礎研究所, 量子電子物性研究部, 研究主任 (40417093)
中ノ 勇人 日本電信電話 株式会社 NTT物性科学基礎研究所, 量子電子物性研究部, 主任研究員 (60393774)
ZHU Xiaobo 日本電信電話 株式会社 NTT物性科学基礎研究所, 量子電子物性研究部, リサーチアソシエイト (70536226)
狩元 慎一 日本電信電話 株式会社 NTT物性科学基礎研究所, 量子電子物性研究部, 研究主任 (80393734)
嘉数 誠 佐賀大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50393731)
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| 連携研究者 |
水落 憲和 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (00323311)
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| 研究期間 (年度) |
2010 – 2012
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| キーワード | 人工原子 / 量子メモリー / ダイヤモンド / 微小共振器 / メゾスコピック系 / 超精密計測 |
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| 研究概要 |
超伝導人工原子(超伝導磁束量子ビット)とダイヤモンド結晶中のスピン集団(隣接した窒素不純物(N)と空孔(V)から成る複合欠陥NV中心)とが強結合したハイブリッド系を実現し,エネルギー量子1個を交換する量子もつれ振動をコヒーレントに制御することに世界で初めて成功しました.これは,超伝導人工原子の重ね合わせ状態をダイヤモンド結晶中のNVスピン集団へ保存した後に再び読み出せることを意味しており,量子通信や量子コンピューターに代表される量子情報処理に欠くことのできない,任意の量子状態を保存可能な量子メモリや、更には、マイクロ波と可視光域を繋ぐ量子インターフェイスの実現に、ダイヤモンドが極めて有望な候補であることを実証したものです.今回の成果は、ダイヤモンド結晶中の数千万個(数十アトモル)のNVスピン集団とマイクロメーターサイズの電気回路(超伝導人工原子)を流れる永久電流という異なる2種類の巨視的物質を用いて量子もつれ状態を生成することに世界で初めて成功したという側面も持っています。 超伝導人工原子とNVスピン集団の強結合系を数理的・数値的に解析し、そのダイナミクスを理解しました。この物理系を量子情報処理へ応用するための数理的な道具立てを準備し、また他の系とも比較しながら量子計算は通信システムでのスケーラビリティと性能について議論し、新しい可能性を提案しました。
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