巨視的量子系を用いた量子物理

2017 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 25220601
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: ナノ構造物理
• 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: 仙場 浩一 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所フロンティア創造総合研究室, 上席研究員 (50393773)
• 研究分担者: 水落 憲和 京都大学, 化学研究所, 教授 (00323311) ; 根本 香絵 国立情報学研究所, 大学共同利用機関等の部局等, 教授 (80370104)
• 連携研究者: 吉原 文樹 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所フロンティア創造総合研究室, 主任研究員 (80525907) ; 布施 智子 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所フロンティア創造総合研究室, 主任研究員 (00587925) ; 齊藤 志郎 日本電信電話株式会社, 物性科学基礎研究所量子電子物性研究部・超伝導量子回路研究グループ, グループリーダー (90393777) ; 角柳 孝輔 日本電信電話株式会社, 物性科学基礎研究所量子電子物性研究部・超伝導量子回路研究グループ, 主任研究員 (40417093) ; 松崎 雄一郎 日本電信電話株式会社, 物性科学基礎研究所量子電子物性研究部・超伝導量子回路研究グループ, 研究主任 (10618911) ; 工位 武治 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 名誉教授 (10117955) ; 中澤 重顕 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 特任准教授 (70342821) ; 佐藤 和信 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (90264796)
• 研究期間 (年度): 2013-05-31 – 2018-03-31
• キーワード: 巨視的量子系 / 超伝導 / スピン物性 / 量子エレクトロニクス / 量子情報 / 深強結合 / ＮＶ中心 / 超伝導量子ビット

研究成果の概要

超伝導磁束量子ビットを用いて、原子と共振器では到達できない極端に強い結合領域（深強結合:光子エネルギーと同程度の結合エネルギー）の実現に初めて成功した。「深強結合状態」では、系に新たな対称性が生じ、量子遷移に選択則が観測された。また、基底状態でも光と原子の量子もつれの実現を示唆する全く新しい結果が観測された。二重共鳴分光法で実験を行ったところ、これまでに人工原子で知られていたシフト量の約100倍の巨大な光シフト(Lambシフト,Starkシフト)の観測にも成功した。これらは、相互作用の強さや光子数を制御することで、電磁場と相互作用する超伝導人工原子の新たなエネルギー制御が可能なことを示す。

自由記述の分野

総合理工