2008 Fiscal Year Annual Research Report
コヒーレント状態と固体量子ビットに基づく量子情報処理の研究
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18001002
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| Research Institution | National Institute of Informatics |
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Principal Investigator |
山本 喜久 National Institute of Informatics, 情報学プリンシプル研究系, 教授 (60370102)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
根本 香絵 国立情報学研究所, 情報学プリンシプル研究系, 准教授 (80370104)
伊藤 公平 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (30276414)
仙場 浩一 NTT物性科学基礎研究所, 量子電子物性研究部・超伝導量子物理研究グループ, グループリーダー (50393773)
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| Keywords | 量子コンピュータ / 超高速情報処理 / 微小共振器 / 光物性 / 超伝導材料・素子 / 電子スピン / 磁気共鳴 / Cavity & circuit QED |
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| Research Abstract |
半導体素子グループI(国立情報学研究所・山本)では、コヒーレント状態にあるphoton busと半導体スピンに基づく量子計算の実現に向けた基本技術の開発を引き続き行った。平成20年度は、単一光パルスを用いた誘導ラマン散乱を用いた超高速1ビットゲートの実現に進展があった。この手法を利用して、半導体スピンの位相緩和を抑圧する実験に着手し、初期データながら良い結果を得た。
理論グループ(国立情報学研究所・根本)では、物理的なモデル、ゲート構成の解析・改良から、Qubus型量子コンピュータの可能性を拡張し有用性を示した。また、誤り制御や訂正の観点から、大規模な量子計算を念頭においたスケーラブルな量子計算アーキテクチャの概念を初めて導入し、Qubus量子情報処理の特徴を十分に生かしたシステムを構築することで、世界初のスケーラブルな大規模量子アーキテクチャのモデルを提案することに成功した。
半導体素子グループII(慶応義塾大学・伊藤)は、^<28>Si同位体単結晶中のリン不純物電子スピンのコヒーレンスが温度6Kにおいて0.3秒以上にも上ることを示した。また、リン電子スピンと核スピンの間で量子状態をコヒーレントに転送することに成功し、^<31>P核スピンのコヒーレンスがやはり6Kにおいて3秒にも上ることを実測することに成功した。最終目標であるエンタングルメン下実験も開始し、すでに電子スピンと核スピンのコヒーレントな挙動を見出すことに成功している。
超伝導磁束量子グループ(NTT物性研・仙場)では、本系の最大のデコヒーレンス要因であった、エネルギー緩和過程の抑制に注力した。これによって、最適動作点近傍での超伝導磁束量子ビットの緩和時間は数マイクロ秒に達し、コヒーレンス時間を約30倍以上改善することに成功した。また、理論グループ(国立情報学研究所・根本)との共同研究により、超伝導磁束量子ビット系で実行可能な高いゲートフィデリティが期待される量子バススキームを開発した。
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[Presentation] Silicon Quantum Information Processing2008
Author(s)
K.M.Itoh
Organizer
8th International Conference on Physics of Light-Matter Coupling in Nanostructures (PLMCN8)
Place of Presentation
Komaba Research Campus, the University of Tokyo, Japan(東京)
Year and Date
20080407-20080411
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[Presentation] Silicon Quantum Computers2008
Author(s)
K.M.Itoh
Organizer
International Workshop on Materials and Life Science using Nuclear Probes from Heavy-Ion Accelrators
Place of Presentation
RIKEN Nishina Center, Japan(埼玉)
Year and Date
20080401-20080403
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