2018 Fiscal Year Annual Research Report
Joint Research into Mathematical Science for Qunatum Information Devices
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26310210
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
廣川 真男 広島大学, 工学研究科, 教授 (70282788)
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| Project Period (FY) |
2014-07-18 – 2019-03-31
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| Keywords | 量子情報デバイス / 量子ラビ模型 / 超強結合領域 / 応用数理物理学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，量子情報デバイスの標準的基本模型となる(一般化された)量子Rabi模型の研究を中心に行った。特に，前年度までの研究結果を回路量子電磁気学の模型に応用し，場の量子論的観点から，仮想光子と実光子との違いが出現する様子を理論的に調べた。超伝導回路上で，ジョセフソン接合を持った超伝導LC回路で2準位人工原子を，マイクロ波で光子を与え，原子と光の相互作用を量子シミュレーション的に記述する数理模型を解析したが，回路上でバイアスエネルギーが無い場合は量子Rabi模型と呼ばれ，パリティ対称性を持つハミルトニアンとなるが，バイアスエネルギーが有る場合は一般化された量子Rabi模型と呼ばれ，そのハミルトニアンはパリティ対称性を持たない。原子と光の相互作用が強い「超強結合領域」においては，光子の場の2次の相互作用が無視できなくなるので，(一般化された)量子Rabi模型に対するこの2次の相互作用の影響を調べた。2次の相互作用が無いとき，バイアスエネルギーが無くハミルトニアンがパリティ対称性を持つと，シュレディンガーの猫風状態が主要項となる。一方，バイアスエネルギーが有りハミルトニアンがパリティ対称性を失うと，主要項からシュレディンガーの猫風状態が無くなる。2次の相互作用があるとき，仮想光子から実光子の表現へ移行するため，原子核のメゾン・ペア理論を適用し，ハミルトニアンの各量子状態の主要項を求めた。バイアスエネルギーが無い場合は，やはりシュレディンガーの猫風状態が主要項となり，さらに，バイアスエネルギーが有る場合でも，シュレディンガーの猫風状態が復活することが分かった。すなわち，この復活は2次の相互作用の影響であり，その影響は2準位原子の情報をもたらすことも分かった。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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