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研究分野別サイレントキーワード
「量子情報」とサイレントキーワードを含む研究
【情報学】情報基礎学：ベル不等式 ／量子情報を含む研究件
❏量子情報組合せ論に基づく最適化とその量子情報科学基礎拡張の研究(17300001)
【研究テーマ】情報学基礎
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2005 - 2007
【研究代表者】今井 浩 東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 教授 (80183010)
【キーワード】量子情報理論 / Bell不等式 / 組合せ的凸多面体理論 / 最適化 / 量子通信路容量 (他15件)
【概要】本研究では、量子非局所性解析のための組合せ論と量子非局所性の最大破れに関する研究を最適化のアプローチから進め、量子情報幾何空間での計算幾何を展開してこの空間での近接構造を解明し、量子通信路容量計算という最適化問題への適用を行った。また関連する最適化問題に関する代数幾何的研究も進めた。 量子非局所性の解明を進め、古典力学系では表現できない量子的相関について精緻に解析し、量子情報の真の量子性を示すため...
❏高次量子もつれによる情報共有と代数計算に関する新方式の研究(15650001)
【研究テーマ】情報学基礎
【研究種目】萌芽研究
【研究期間】2003 - 2004
【研究代表者】今井 浩 東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 教授 (80183010)
【キーワード】量子エンタングルメント / Bell不等式 / 凸多面体理論 / カット凸面体 / Holevo容量 (他13件)
【概要】量子情報科学について新しい情報処理パラダイムとして研究展開が図られているが、これまでの日本における量子計算・量子暗号の研究は、Shorの素因数分解とGroverの探索といった典型的量子アルゴリズムやBB84量子暗号といった典型的暗号に集中してきたきらいがある。より根本に立ち戻って量子力学原理に基づく情報処理を考えたとき、典型例が逆に研究の発展を阻害しているともいえる。本研究では、量子情報と量子計算...
【情報学】計算基盤：量子情報幾何 ／量子情報を含む研究件
❏量子推測理論の数理統計学的基礎とその応用(14204006)
【研究テーマ】数学一般(含確率論・統計数学)
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2002 - 2005
【研究代表者】赤平 昌文 筑波大学, 大学院・数理物質科学研究科, 教授 (70017424)
【キーワード】量子推定 / 量子検定 / 量子情報幾何 / 時系列解析 / 逐次推定 (他30件)
【概要】次のような多岐のテーマについて研究を行った。(1)統計的モデルと統計量の関連を含めて。、モデルの性質を調べた上で、種々の統計量の挙動について興味ある成果を得た。(2)ファイナンスへの統計理論、時系列解析及びそれらの応用において、統計的方式が漸近的に有用であることが示された。(3)実験計画とその周辺分野において。組合わせ論的手技によって数理構造が解明されるとともに、実際問題への適用可能性を目指した研...
❏情報幾何モデルの離散構造解析に基づく高次幾何アルゴリズムとその応用の研究(13480079)
【研究テーマ】計算機科学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2001 - 2004
【研究代表者】今井 浩 東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 教授 (80183010)
【キーワード】計算幾何 / 量子情報幾何 / 量子通信路容量 / Webグラフ / 有向マトロイド (他16件)
【概要】本研究では,Web構造・量子情報構造や知識などコンピュータ内で対象を表現した際,対象物が自然と数値化されて本来の構造を反映した幾何空間が導入され,その位相幾何空間上での様々な情報処理アルゴリズムを研究・開発することを目指した.特に,その離散的構造を解析することによって,コンピュータで対象からの知識獲得など種々の高次の処理をその幾何構造を通して行うことを目的とする.本研究により,Web構造により構成...
【情報学】計算基盤：量子通信路容量 ／量子情報を含む研究件
❏量子情報組合せ論に基づく最適化とその量子情報科学基礎拡張の研究(17300001)
【研究テーマ】情報学基礎
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2005 - 2007
【研究代表者】今井 浩 東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 教授 (80183010)
【キーワード】量子情報理論 / Bell不等式 / 組合せ的凸多面体理論 / 最適化 / 量子通信路容量 (他15件)
【概要】本研究では、量子非局所性解析のための組合せ論と量子非局所性の最大破れに関する研究を最適化のアプローチから進め、量子情報幾何空間での計算幾何を展開してこの空間での近接構造を解明し、量子通信路容量計算という最適化問題への適用を行った。また関連する最適化問題に関する代数幾何的研究も進めた。 量子非局所性の解明を進め、古典力学系では表現できない量子的相関について精緻に解析し、量子情報の真の量子性を示すため...
❏高次量子もつれによる情報共有と代数計算に関する新方式の研究(15650001)
【研究テーマ】情報学基礎
【研究種目】萌芽研究
【研究期間】2003 - 2004
【研究代表者】今井 浩 東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 教授 (80183010)
【キーワード】量子エンタングルメント / Bell不等式 / 凸多面体理論 / カット凸面体 / Holevo容量 (他13件)
【概要】量子情報科学について新しい情報処理パラダイムとして研究展開が図られているが、これまでの日本における量子計算・量子暗号の研究は、Shorの素因数分解とGroverの探索といった典型的量子アルゴリズムやBB84量子暗号といった典型的暗号に集中してきたきらいがある。より根本に立ち戻って量子力学原理に基づく情報処理を考えたとき、典型例が逆に研究の発展を阻害しているともいえる。本研究では、量子情報と量子計算...
❏情報幾何モデルの離散構造解析に基づく高次幾何アルゴリズムとその応用の研究(13480079)
【研究テーマ】計算機科学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2001 - 2004
【研究代表者】今井 浩 東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 教授 (80183010)
【キーワード】計算幾何 / 量子情報幾何 / 量子通信路容量 / Webグラフ / 有向マトロイド (他16件)
【概要】本研究では,Web構造・量子情報構造や知識などコンピュータ内で対象を表現した際,対象物が自然と数値化されて本来の構造を反映した幾何空間が導入され,その位相幾何空間上での様々な情報処理アルゴリズムを研究・開発することを目指した.特に,その離散的構造を解析することによって,コンピュータで対象からの知識獲得など種々の高次の処理をその幾何構造を通して行うことを目的とする.本研究により,Web構造により構成...
【情報学】計算基盤：量子ネットワーク ／量子情報を含む研究件
❏量子最適化計算の拡張定式化による新基軸確立とその古典・量子計算両面での問題解決(15H01677)
【研究テーマ】情報学基礎理論
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2015-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】今井 浩 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (80183010)
【キーワード】量子計算 / 量子最適化 / 量子回路設計 / 量子グラフ状態 / エクスパンダグラフ (他30件)
【概要】量子計算の優位性をBell不等式の破れの周辺で理論・実験的に検証することに取り組んだ。一般化Bell不等式とカット多面体の関係を踏まえ、量子グラフ状態に対するスケーラブルな不等式を、近似量子コンピュータで実験して破れを検証した。足切り横断マトロイドの多面体の拡張定式化の直接的な多項式オーダの記述法を与えた、最大カット問題を近似的に解く古典・量子の近似最適化法を解析した。エクスパンダグラフを用い量子...
❏異種多体系量子操作の基盤技術の開拓(25247068)
【研究テーマ】原子・分子・量子エレクトロニクス
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】井元 信之 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (00313479)
【キーワード】量子情報 / 量子光学 / 量子通信 / 量子コンピューター / 量子暗号 (他14件)
【概要】量子情報処理実現に欠かせない「異種多体系間のインターフェース技術」の基盤技術の開拓のため、①光子の量子ビットと原子の量子ビットの間の転送、②伝送路の光位相雑音とビットエラーの高効率除去、③多体エンタングルメント構成法および新しい利用法の理論的提案を行った。概ね予定通りあるいは予定以上の結果が得られた。出版論文はNature Photonics、Scientific Reports、New Jour...
❏Emulating a Large-Scale Quantum Internet(25280034)
【研究テーマ】情報ネットワーク
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】Van・Meter Rodney (VAN・METER Rodney) 慶應義塾大学, 環境情報学部, 准教授 (90458977)
【キーワード】量子インターネット / 量子リピーター / quantum network / quantum repeater / quantum Internet (他9件)
【概要】量子インターネットの開発と実現のため、最重要となる基幹技術が異なったネットワーク同士の接続方法を開発し、シミュレーションによって挙動を確認した。必要となる全ての関連技術をデザインし、再帰的経路セットアップアルゴリズム及び分散量子状態のソフトウェアによる管理手法を開発した。量子インターネット全体のシミュレータは現在開発中となる。また、「量子スニーカーネット」の概念を開発し、シミュレーションを行った。...
【情報学】計算基盤：量子アルゴリズム ／量子情報を含む研究件
❏光量子コンピュータを用いた連続量量子アルゴリズムの実証(20H01833)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】武田 俊太郎 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (80737304)
【キーワード】量子光学 / 量子情報 / 量子コンピュータ / 連続量量子情報処理 / 量子アルゴリズム
【概要】研究代表者はこれまで、次世代の超高速コンピュータとして、汎用・大規模光量子コンピュータを実現する独創的な手法を考案・開発してきた。本研究では、研究代表者の光量子コンピュータ固有の強みを活かし、実際に光量子コンピュータで意味のある問題を解くことを目指す。これは、将来的に光量子コンピュータを実社会応用していくための第一歩となる。 2020年度の時点では、本研究で用いるための、高性能な量子光源（光パラ...
❏高階量子演算の解析による量子情報処理の研究(17H01694)
【研究テーマ】情報学基礎理論
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】村尾 美緒 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (30322671)
【キーワード】量子アルゴリズム / 量子計算 / 高階量子演算 / 超写像 / 量子プログラミング (他9件)
【概要】関数型量子プログラミングの可能性を探索するために、量子演算を入力として量子演算を出力とする関数である高階量子演算の量子コンピュータ上での実装可能性や実装に必要なリソースを解析した。特に、入力となる量子演算の古典的記述を経ずに、ブラックボックスとして与えられる入力量子演算に対して高階量子演算を直接実行しうる量子情報処理の特性（匿名性）を生かした新たな量子アルゴリズムとして、ユニタリ変換の共役化・転置...
❏高次量子もつれによる情報共有と代数計算に関する新方式の研究(15650001)
【研究テーマ】情報学基礎
【研究種目】萌芽研究
【研究期間】2003 - 2004
【研究代表者】今井 浩 東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 教授 (80183010)
【キーワード】量子エンタングルメント / Bell不等式 / 凸多面体理論 / カット凸面体 / Holevo容量 (他13件)
【概要】量子情報科学について新しい情報処理パラダイムとして研究展開が図られているが、これまでの日本における量子計算・量子暗号の研究は、Shorの素因数分解とGroverの探索といった典型的量子アルゴリズムやBB84量子暗号といった典型的暗号に集中してきたきらいがある。より根本に立ち戻って量子力学原理に基づく情報処理を考えたとき、典型例が逆に研究の発展を阻害しているともいえる。本研究では、量子情報と量子計算...
【情報学】情報学フロンティア：量子計算 ／量子情報を含む研究件
❏高階量子演算の解析による量子情報処理の研究(17H01694)
【研究テーマ】情報学基礎理論
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】村尾 美緒 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (30322671)
【キーワード】量子アルゴリズム / 量子計算 / 高階量子演算 / 超写像 / 量子プログラミング (他9件)
【概要】関数型量子プログラミングの可能性を探索するために、量子演算を入力として量子演算を出力とする関数である高階量子演算の量子コンピュータ上での実装可能性や実装に必要なリソースを解析した。特に、入力となる量子演算の古典的記述を経ずに、ブラックボックスとして与えられる入力量子演算に対して高階量子演算を直接実行しうる量子情報処理の特性（匿名性）を生かした新たな量子アルゴリズムとして、ユニタリ変換の共役化・転置...
❏孤立量子多体系における熱力学第二法則(16H02211)
【研究テーマ】数理物理・物性基礎
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2016-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】沙川 貴大 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (60610805)
【キーワード】孤立量子多体系 / 熱力学第二法則 / リソース理論 / 量子情報 / 情報スクランブリング (他14件)
【概要】本研究で我々は、量子多体系の非平衡ダイナミクスの研究、とくに熱力学第二法則が量子力学から如何にして創発するかについての理論研究を行った。その結果として、第二法則やその一般化であるゆらぎの定理を量子力学に基づいて理論的に示し、それを数値実験によって検証することに成功した。また、その背景となる固有状態熱化仮説や、その例外である量子多体スカーについての研究も行った。さらに情報スクランブリングや熱力学リソ...
❏量子最適化計算の拡張定式化による新基軸確立とその古典・量子計算両面での問題解決(15H01677)
【研究テーマ】情報学基礎理論
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2015-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】今井 浩 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (80183010)
【キーワード】量子計算 / 量子最適化 / 量子回路設計 / 量子グラフ状態 / エクスパンダグラフ (他30件)
【概要】量子計算の優位性をBell不等式の破れの周辺で理論・実験的に検証することに取り組んだ。一般化Bell不等式とカット多面体の関係を踏まえ、量子グラフ状態に対するスケーラブルな不等式を、近似量子コンピュータで実験して破れを検証した。足切り横断マトロイドの多面体の拡張定式化の直接的な多項式オーダの記述法を与えた、最大カット問題を近似的に解く古典・量子の近似最適化法を解析した。エクスパンダグラフを用い量子...
【情報学】情報学フロンティア：最適化 ／量子情報を含む研究件
❏量子最適化計算の拡張定式化による新基軸確立とその古典・量子計算両面での問題解決(15H01677)
【研究テーマ】情報学基礎理論
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2015-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】今井 浩 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (80183010)
【キーワード】量子計算 / 量子最適化 / 量子回路設計 / 量子グラフ状態 / エクスパンダグラフ (他30件)
【概要】量子計算の優位性をBell不等式の破れの周辺で理論・実験的に検証することに取り組んだ。一般化Bell不等式とカット多面体の関係を踏まえ、量子グラフ状態に対するスケーラブルな不等式を、近似量子コンピュータで実験して破れを検証した。足切り横断マトロイドの多面体の拡張定式化の直接的な多項式オーダの記述法を与えた、最大カット問題を近似的に解く古典・量子の近似最適化法を解析した。エクスパンダグラフを用い量子...
❏量子情報組合せ論に基づく最適化とその量子情報科学基礎拡張の研究(17300001)
【研究テーマ】情報学基礎
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2005 - 2007
【研究代表者】今井 浩 東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 教授 (80183010)
【キーワード】量子情報理論 / Bell不等式 / 組合せ的凸多面体理論 / 最適化 / 量子通信路容量 (他15件)
【概要】本研究では、量子非局所性解析のための組合せ論と量子非局所性の最大破れに関する研究を最適化のアプローチから進め、量子情報幾何空間での計算幾何を展開してこの空間での近接構造を解明し、量子通信路容量計算という最適化問題への適用を行った。また関連する最適化問題に関する代数幾何的研究も進めた。 量子非局所性の解明を進め、古典力学系では表現できない量子的相関について精緻に解析し、量子情報の真の量子性を示すため...
【数物系科学】物理学：量子観測 ／量子情報を含む研究件
❏量子観測で迫る統計力学の基礎と量子情報(26400406)
【研究テーマ】数理物理・物性基礎
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】湯浅 一哉 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90339721)
【キーワード】量子観測 / 量子制御 / 量子計測 / 量子情報 / 統計力学 (他13件)
【概要】量子力学の世界の奇妙さを際立たせる役者の一人である「量子観測」をキーワードに，それが単に「見る」ことにとどまらず，意外なところで本質的な役割を果たす様々な興味深いテーマに取り組んだ．特に，「量子計測」，「量子制御」，「統計力学の基礎」における「量子観測」の役割に焦点を当てて研究を展開し，「量子計測」や「量子制御」に関わる独自のアイデアを追究して「量子情報技術」に貢献するとともに，「統計力学の基礎」...
❏量子コヒーレンスと量子観測の織りなす物理(21740294)
【研究テーマ】数理物理・物性基礎
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2009 - 2012
【研究代表者】湯浅 一哉 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (90339721)
【キーワード】量子論基礎 / 量子情報 / 量子観測 / 量子コヒーレンス / 量子制御 (他17件)
【概要】量子と古典の違いを際立たせる様々な要素のうち「量子コヒーレンス」と「量子観測」に焦点を当て,両者が意外な関わりを持って紡ぐ興味深い現象や方法論を追究した.単に,量子コヒーレンスをいかに捉えるかにとどまらず,量子コヒーレンスがいかに発現するか,量子コヒーレンスをいかに制御するかといったところにまで量子観測が重要な役割を果たす.そんなテーマを通じて量子論の奥深い世界に迫るとともに,量子情報技術に貢献す...
【数物系科学】物理学：量子推定 ／量子情報を含む研究件
❏量子測定と量子制御: 量子情報技術から統計力学の基礎まで(18K03470)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2018-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】湯浅 一哉 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90339721)
【キーワード】量子制御 / 量子計測 / 量子断熱定理 / 量子レザバー計算 / 量子測定 (他15件)
【概要】本研究課題の目的は，「量子測定」と「量子制御」をキーワードに，それらが意外ながら本質的な役割を果たすテーマに取り組んで，「量子情報技術」や「統計力学の基礎」に貢献することにある．「量子計測」，「測定による量子制御」，「統計力学の基礎」を柱に研究を推進しており，第4年度の今年度は以下の成果を得た． ■様々な量子制御の手法が「量子断熱定理」に基づいていることを認識し，量子断熱定理の一般化と深化に取り組...
❏量子観測で迫る統計力学の基礎と量子情報(26400406)
【研究テーマ】数理物理・物性基礎
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】湯浅 一哉 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90339721)
【キーワード】量子観測 / 量子制御 / 量子計測 / 量子情報 / 統計力学 (他13件)
【概要】量子力学の世界の奇妙さを際立たせる役者の一人である「量子観測」をキーワードに，それが単に「見る」ことにとどまらず，意外なところで本質的な役割を果たす様々な興味深いテーマに取り組んだ．特に，「量子計測」，「量子制御」，「統計力学の基礎」における「量子観測」の役割に焦点を当てて研究を展開し，「量子計測」や「量子制御」に関わる独自のアイデアを追究して「量子情報技術」に貢献するとともに，「統計力学の基礎」...
❏量子コヒーレンスと量子観測の織りなす物理(21740294)
【研究テーマ】数理物理・物性基礎
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2009 - 2012
【研究代表者】湯浅 一哉 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (90339721)
【キーワード】量子論基礎 / 量子情報 / 量子観測 / 量子コヒーレンス / 量子制御 (他17件)
【概要】量子と古典の違いを際立たせる様々な要素のうち「量子コヒーレンス」と「量子観測」に焦点を当て,両者が意外な関わりを持って紡ぐ興味深い現象や方法論を追究した.単に,量子コヒーレンスをいかに捉えるかにとどまらず,量子コヒーレンスがいかに発現するか,量子コヒーレンスをいかに制御するかといったところにまで量子観測が重要な役割を果たす.そんなテーマを通じて量子論の奥深い世界に迫るとともに,量子情報技術に貢献す...
【数物系科学】物理学：正孔 ／量子情報を含む研究件
❏シリコン量子ドット中のスピン状態に関する高速読み出し技術の開発と物理の解明(16F16806)
【研究テーマ】ナノ構造物理
【研究種目】特別研究員奨励費
【研究期間】2016-11-07 - 2019-03-31
【研究代表者】小寺 哲夫 東京工業大学, 工学院, 准教授 (00466856)
【キーワード】量子ドット / 量子デバイス / スピン / 量子情報 / シリコン (他7件)
【概要】本研究の目的は、スピン状態を高速に読み出す技術を開発し、シリコン量子ドット中のスピンコヒーレンスの物理を解明することにある。本研究により、スピン軌道相互作用の大きさを定量的に評価し、さらに電場や磁場に対するスピン軌道相互作用の大きさやスピン緩和時間の依存性を得ることを目指している。 具体的には、MOS構造を利用したpチャネルの量子ドットを作製し、高速読み出しに使用する単正孔トランジスタを量子ドット...
❏量子スピン情報素子に向けた新構造シリコン量子ドットの開発(26709023)
【研究テーマ】電子デバイス・電子機器
【研究種目】若手研究(A)
【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】小寺 哲夫 東京工業大学, 工学院, 准教授 (00466856)
【キーワード】量子デバイス / スピンデバイス / 量子情報 / 量子ドット / スピン (他8件)
【概要】本研究の目的は、新構造のシリコン量子ドットを開発し、スピンを情報の担い手として用いる量子計算の物理の解明、ハードウェアのための基本技術の実現を行うことにあった。将来的に既存シリコンテクノロジーと量子計算機の融合を目指すものであった。物理としては、シリコン量子ドット構造に特有のスピン緩和要因、バレーやスピンの関与する電子輸送特性を明らかにした。技術としては、Si基板やSi/SiGeヘテロ基板を利用し...
【数物系科学】物理学：量子制御 ／量子情報を含む研究件
❏小区分13010:数理物理および物性基礎関連(0)
【研究テーマ】2018
【研究種目】量子制御
【研究期間】量子計測
【研究代表者】量子断熱定理
【キーワード】量子レザバー計算
【概要】本課題研究の目的は量子系を素速く精確に制御する方法を明らかにすることである。制御とは系を所望の状態に保ったり変化させることを指す。量子系を自在 に制御するためには外場や測定の影響を理解する必要がある。特に、最適制御の研究は量子ダイナミクスの限界を明らかにするという基礎研究のみならず、情報処理への応用という面でも意義が大きい。例えば現在の量子計算機においては、量子状態が壊れてしまう前にできるだけ多く...
❏真空中の捕獲電子と超伝導量子ビットの結合系(19H01821)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2019-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】野口 篤史 東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (60761525)
【キーワード】量子技術 / 量子情報 / 超伝導量子回路 / 電子トラップ / 量子エレクトロニクス (他14件)
【概要】振動電場によって真空中に捕獲された電子を用いることで、長いコヒーレンスと速い制御を両立した量子系を構築することができる。しかし、電子は光によって量子制御することが難しいために、これまで制御された量子系として実現されてこなかった。そこで、本研究では、極低温環境において電子を捕獲し、その量子状態を超伝導マイクロ波回路を用いて観測・制御することを目指して研究をしている。 令和３年度では、極低温下での低エ...
❏量子測定と量子制御: 量子情報技術から統計力学の基礎まで(18K03470)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2018-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】湯浅 一哉 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90339721)
【キーワード】量子制御 / 量子計測 / 量子断熱定理 / 量子レザバー計算 / 量子測定 (他15件)
【概要】本研究課題の目的は，「量子測定」と「量子制御」をキーワードに，それらが意外ながら本質的な役割を果たすテーマに取り組んで，「量子情報技術」や「統計力学の基礎」に貢献することにある．「量子計測」，「測定による量子制御」，「統計力学の基礎」を柱に研究を推進しており，第4年度の今年度は以下の成果を得た． ■様々な量子制御の手法が「量子断熱定理」に基づいていることを認識し，量子断熱定理の一般化と深化に取り組...
【数物系科学】物理学：量子計測 ／量子情報を含む研究件
❏量子測定と量子制御: 量子情報技術から統計力学の基礎まで(18K03470)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2018-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】湯浅 一哉 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90339721)
【キーワード】量子制御 / 量子計測 / 量子断熱定理 / 量子レザバー計算 / 量子測定 (他15件)
【概要】本研究課題の目的は，「量子測定」と「量子制御」をキーワードに，それらが意外ながら本質的な役割を果たすテーマに取り組んで，「量子情報技術」や「統計力学の基礎」に貢献することにある．「量子計測」，「測定による量子制御」，「統計力学の基礎」を柱に研究を推進しており，第4年度の今年度は以下の成果を得た． ■様々な量子制御の手法が「量子断熱定理」に基づいていることを認識し，量子断熱定理の一般化と深化に取り組...
❏対称性の破れを伴う固体中の集団励起モードを用いた量子ハイブリッドシステム(26220601)
【研究テーマ】ナノ構造物理
【研究種目】基盤研究(S)
【研究期間】2014-05-30 - 2019-03-31
【研究代表者】中村 泰信 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (90524083)
【キーワード】量子ハイブリッド系 / 超伝導量子ビット / 量子情報 / 量子計測 / ナノメカニクス (他14件)
【概要】対称性の破れに伴って生じる固体中の巨視的集団励起モードの自由度を単一量子レベルでコヒーレントに制御する手法を開拓した。超伝導回路上の量子状態制御技術をツールとして、他の量子系の量子状態制御を実現する量子ハイブリッド系を構築した。超伝導回路上のマイクロ波伝搬モードの量子状態はもとより、強磁性体中の集団スピン励起であるマグノンモードや、ナノメカニカル素子内の集団原子運動であるフォノンモードなどの量子状...
❏量子観測で迫る統計力学の基礎と量子情報(26400406)
【研究テーマ】数理物理・物性基礎
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】湯浅 一哉 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90339721)
【キーワード】量子観測 / 量子制御 / 量子計測 / 量子情報 / 統計力学 (他13件)
【概要】量子力学の世界の奇妙さを際立たせる役者の一人である「量子観測」をキーワードに，それが単に「見る」ことにとどまらず，意外なところで本質的な役割を果たす様々な興味深いテーマに取り組んだ．特に，「量子計測」，「量子制御」，「統計力学の基礎」における「量子観測」の役割に焦点を当てて研究を展開し，「量子計測」や「量子制御」に関わる独自のアイデアを追究して「量子情報技術」に貢献するとともに，「統計力学の基礎」...
【数物系科学】物理学：量子情報空間の計量 ／量子情報を含む研究件
❏ブラックホールと量子情報(15540258)
【研究テーマ】素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2003 - 2006
【研究代表者】細谷 暁夫 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (80028258)
【キーワード】量子計算 / 変分原理 / ユニタリー変換 / 混合状態 / 量子最速方程式 (他22件)
【概要】あたえられた標準的な初期状態から、目的の状態に最短時間で到達するための、(一般には時間に依存する)ハミルトニアンを、一定の制約の中で探す問題を考えた。これは、量子計算の回路の最適な構成、デバイスの最適な設計など実際的な問題であると同時に、一般的に量子系の制御の問題と捉えても興味深い。 この問題を変分原理で定式化するときに、(1)状態変化はシュレーディンガー方程式に従うこと(2)ハミルトニアンは、自...
❏固体量子ビットにおけるデコヒーレンスの克服と量子誤り訂正コードの開発(14540346)
【研究テーマ】固体物性Ⅱ(磁性・金属・低温)
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2002 - 2004
【研究代表者】中原 幹夫 近畿大学, 理工学部, 教授 (90189019)
【キーワード】ホロノミック量子計算 / デコヒーレンス / Cartan分解 / 超伝導量子ビット / NMR量子コンピュータ (他19件)
【概要】中原と共同研究者は,多量子ビットゲートをモジュール化して量子アルゴリズムの効率的な実装法を開発した.最初これは数学的に理想的なホロノミック量子計算について解析したが,その後より現実的なジョセフソン接合を用いた量子ビット系について研究を行った.この方法で実際に21を素因数分解するにはどれだけの量子ビットと計算ステップが必要か具体的に求めた.ホロノミック量子計算に関しては,その後中原と大阪市大の谷村た...
【数物系科学】物理学：量子測定 ／量子情報を含む研究件
❏小区分13010:数理物理および物性基礎関連(0)
【研究テーマ】2018
【研究種目】量子制御
【研究期間】量子計測
【研究代表者】量子断熱定理
【キーワード】量子レザバー計算
【概要】
❏量子化・擬確率の随伴理論に基づく量子現象の解析(18K13468)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】李 宰河 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (20816607)
【キーワード】量子基礎論 / 量子測定 / 不確定性関係 / 弱値 / 弱測定 (他11件)
【概要】本研究課題においては、非古典論（量子論）の最も顕著な特徴の一つとして知られる不確定性原理について、その普遍的定式化の構築に成功し、これが標準的な Kennard-Robertson の関係をはじめ、より最近の小澤の関係など、従来の代表的な定式化の幾つかをその特別な場合の系として包含する結果であることが示されました。また、量子論の定める精度限界に迫る精密測定技術に関し、技術的な不確かさの存在下で測定...
❏量子測定と量子制御: 量子情報技術から統計力学の基礎まで(18K03470)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2018-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】湯浅 一哉 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90339721)
【キーワード】量子制御 / 量子計測 / 量子断熱定理 / 量子レザバー計算 / 量子測定 (他15件)
【概要】本研究課題の目的は，「量子測定」と「量子制御」をキーワードに，それらが意外ながら本質的な役割を果たすテーマに取り組んで，「量子情報技術」や「統計力学の基礎」に貢献することにある．「量子計測」，「測定による量子制御」，「統計力学の基礎」を柱に研究を推進しており，第4年度の今年度は以下の成果を得た． ■様々な量子制御の手法が「量子断熱定理」に基づいていることを認識し，量子断熱定理の一般化と深化に取り組...
【数物系科学】物理学：量子コンピュータ ／量子情報を含む研究件
❏光量子コンピュータを用いた連続量量子アルゴリズムの実証(20H01833)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】武田 俊太郎 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (80737304)
【キーワード】量子光学 / 量子情報 / 量子コンピュータ / 連続量量子情報処理 / 量子アルゴリズム
【概要】研究代表者はこれまで、次世代の超高速コンピュータとして、汎用・大規模光量子コンピュータを実現する独創的な手法を考案・開発してきた。本研究では、研究代表者の光量子コンピュータ固有の強みを活かし、実際に光量子コンピュータで意味のある問題を解くことを目指す。これは、将来的に光量子コンピュータを実社会応用していくための第一歩となる。 2020年度の時点では、本研究で用いるための、高性能な量子光源（光パラ...
❏高階量子演算の解析による量子情報処理の研究(17H01694)
【研究テーマ】情報学基礎理論
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】村尾 美緒 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (30322671)
【キーワード】量子アルゴリズム / 量子計算 / 高階量子演算 / 超写像 / 量子プログラミング (他9件)
【概要】関数型量子プログラミングの可能性を探索するために、量子演算を入力として量子演算を出力とする関数である高階量子演算の量子コンピュータ上での実装可能性や実装に必要なリソースを解析した。特に、入力となる量子演算の古典的記述を経ずに、ブラックボックスとして与えられる入力量子演算に対して高階量子演算を直接実行しうる量子情報処理の特性（匿名性）を生かした新たな量子アルゴリズムとして、ユニタリ変換の共役化・転置...
❏孤立量子多体系における熱力学第二法則(16H02211)
【研究テーマ】数理物理・物性基礎
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2016-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】沙川 貴大 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (60610805)
【キーワード】孤立量子多体系 / 熱力学第二法則 / リソース理論 / 量子情報 / 情報スクランブリング (他14件)
【概要】本研究で我々は、量子多体系の非平衡ダイナミクスの研究、とくに熱力学第二法則が量子力学から如何にして創発するかについての理論研究を行った。その結果として、第二法則やその一般化であるゆらぎの定理を量子力学に基づいて理論的に示し、それを数値実験によって検証することに成功した。また、その背景となる固有状態熱化仮説や、その例外である量子多体スカーについての研究も行った。さらに情報スクランブリングや熱力学リソ...
【数物系科学】物理学：連続量量子情報処理 ／量子情報を含む研究件
❏光量子コンピュータを用いた連続量量子アルゴリズムの実証(20H01833)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】武田 俊太郎 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (80737304)
【キーワード】量子光学 / 量子情報 / 量子コンピュータ / 連続量量子情報処理 / 量子アルゴリズム
【概要】研究代表者はこれまで、次世代の超高速コンピュータとして、汎用・大規模光量子コンピュータを実現する独創的な手法を考案・開発してきた。本研究では、研究代表者の光量子コンピュータ固有の強みを活かし、実際に光量子コンピュータで意味のある問題を解くことを目指す。これは、将来的に光量子コンピュータを実社会応用していくための第一歩となる。 2020年度の時点では、本研究で用いるための、高性能な量子光源（光パラ...
❏光のノイズフリーな高周波サイドバンド帯における連続量量子情報処理(18K14143)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2018-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】武田 俊太郎 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (80737304)
【キーワード】量子光学 / 量子情報 / 連続量量子情報処理 / スクイーズド光 / 量子論理ゲート (他10件)
【概要】光の量子力学的な性質を利用すると、特定の計算を現代のコンピュータよりも高速に実行できる量子コンピュータや、現代の通信技術の限界を超える大容量通信が実現できる。光の振幅や位相などの連続的な値を用いた量子情報処理では、これまで技術的制約からレーザーのノイズの乗りやすい周波数で行われていたため、情報処理精度が制限されてきた。本研究では、高周波サイドバンド帯と呼ばれるノイズのない周波数に光の量子的な状態を...
【数物系科学】物理学：量子テレポーテーション ／量子情報を含む研究件
❏時間領域多重2次元大規模連続量クラスター状態生成とその応用に関する研究(18H05207)
【研究テーマ】物理学一般
【研究種目】特別推進研究
【研究期間】2018-04-23 - 2023-03-31
【研究代表者】古澤 明 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (90332569)
【キーワード】量子テレポーテーション / 量子情報
【概要】前年度準備した、1次元大規模クラスター状態を用いたクロック周波数25MHz量子計算実験を、本年度実際に行った。そして、この実験に成功し論文化した(W.　Asavanant et al., Phys. Rev. Appl. 16, 034005 (2021))。導波路光パラメトリックアンプを開発し、6dB・6THz帯域のスクイーズド光の生成・観測に成功した(T. Kashiwazaki et al....
❏広帯域ユニバーサルスクイーザーの研究(20244063)
【研究テーマ】原子・分子・量子エレクトロニクス
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2008 - 2011
【研究代表者】古澤 明 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (90332569)
【キーワード】量子情報 / 量子エレクトロニクス / 量子コンピュータ / スクイーザー / スクイーズ (他8件)
【概要】広帯域ユニバーサルスクイーザーの作製に成功し、単一光子状態をスクイーズし、シュレディンガーの猫状態を生成する事に成功した。 ...
【数物系科学】物理学：量子もつれ ／量子情報を含む研究件
❏量子最適化計算の拡張定式化による新基軸確立とその古典・量子計算両面での問題解決(15H01677)
【研究テーマ】情報学基礎理論
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2015-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】今井 浩 東京大学, 大学院情報理工学系研究科, 教授 (80183010)
【キーワード】量子計算 / 量子最適化 / 量子回路設計 / 量子グラフ状態 / エクスパンダグラフ (他30件)
【概要】量子計算の優位性をBell不等式の破れの周辺で理論・実験的に検証することに取り組んだ。一般化Bell不等式とカット多面体の関係を踏まえ、量子グラフ状態に対するスケーラブルな不等式を、近似量子コンピュータで実験して破れを検証した。足切り横断マトロイドの多面体の拡張定式化の直接的な多項式オーダの記述法を与えた、最大カット問題を近似的に解く古典・量子の近似最適化法を解析した。エクスパンダグラフを用い量子...
❏量子情報組合せ論に基づく最適化とその量子情報科学基礎拡張の研究(17300001)
【研究テーマ】情報学基礎
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2005 - 2007
【研究代表者】今井 浩 東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 教授 (80183010)
【キーワード】量子情報理論 / Bell不等式 / 組合せ的凸多面体理論 / 最適化 / 量子通信路容量 (他15件)
【概要】本研究では、量子非局所性解析のための組合せ論と量子非局所性の最大破れに関する研究を最適化のアプローチから進め、量子情報幾何空間での計算幾何を展開してこの空間での近接構造を解明し、量子通信路容量計算という最適化問題への適用を行った。また関連する最適化問題に関する代数幾何的研究も進めた。 量子非局所性の解明を進め、古典力学系では表現できない量子的相関について精緻に解析し、量子情報の真の量子性を示すため...
❏半導体レーザーを用いた多者間量子テレポーテーションの研究(15740251)
【研究テーマ】原子・分子・量子エレクトロニクス・プラズマ
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2003 - 2004
【研究代表者】青木 隆朗 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (10343146)
【キーワード】量子情報 / 量子エンタングルメント / 直交位相成分スクイーズド光
【概要】前年度において生成に成功した連続量3者間量子エンタングルメントを用いて、3者間の量子テレポーテーション・ネットワークを構築した。連続量3者間量子エンタングルメントをアリス、ボブ、クレアの3者に分配し、この3者の間で任意の送信者・受信者の組み合わせにおいて量子テレポーテーションに成功すれば、3者間の量子テレポーテーション・ネットワークの構築に成功したといえる。ただし、2者間の量子テレポーテーションの...
【数物系科学】物理学：量子暗号 ／量子情報を含む研究件
❏装置不完全性を考慮した量子鍵配送理論(18K13469)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】佐々木 寿彦 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (80734350)
【キーワード】量子情報理論 / 量子鍵配送 / 量子暗号 / 装置不完全性 / 量子情報
【概要】本研究課題では、なるべく性能を犠牲にせずに量子鍵配送の装置モデルをより現実に即するよう拡張し、実験によって確認できるデータを用いて安全性を保証することを目的として研究した。量子鍵配送の装置モデルを拡張する研究は様々あるが、多くのものは解析が簡単になる実験時間が無限の場合の漸近的性能を扱っている。この課題では、実験時間が有限の場合の解析を行ったのが特徴的である。 扱った題材は、光源の厳密な検定方法、...
❏異種多体系量子操作の基盤技術の開拓(25247068)
【研究テーマ】原子・分子・量子エレクトロニクス
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】井元 信之 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (00313479)
【キーワード】量子情報 / 量子光学 / 量子通信 / 量子コンピューター / 量子暗号 (他14件)
【概要】量子情報処理実現に欠かせない「異種多体系間のインターフェース技術」の基盤技術の開拓のため、①光子の量子ビットと原子の量子ビットの間の転送、②伝送路の光位相雑音とビットエラーの高効率除去、③多体エンタングルメント構成法および新しい利用法の理論的提案を行った。概ね予定通りあるいは予定以上の結果が得られた。出版論文はNature Photonics、Scientific Reports、New Jour...
❏量子情報の符号化・復号化と多粒子間エンタングルメントを用いた量子情報処理(15740250)
【研究テーマ】原子・分子・量子エレクトロニクス・プラズマ
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2003 - 2005
【研究代表者】村尾 美緒 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (30322671)
【キーワード】量子情報 / エンタングルメント / 量子暗号 / 量子プロトコル / 量子情報処理 (他6件)
【概要】本年度は、量子情報の符号化・復号化に関する量子一方向的関数の導入に向けて、昨年度に引き続いて量子ビット系・離散多準位におけるエンタングルメントの新しい性質の探索と量子情報処理への応用に関する研究を行い、次のような成果を得た。 量子ビット系に関しては、混合状態を考察することで非対称性を導入した多量子ビットエンタングル状態を用いて、2量子ビットに符号化した量子情報を、エンタングルメント資源を用いずに復...
【数物系科学】物理学：量子干渉 ／量子情報を含む研究件
❏量子観測で迫る統計力学の基礎と量子情報(26400406)
【研究テーマ】数理物理・物性基礎
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】湯浅 一哉 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90339721)
【キーワード】量子観測 / 量子制御 / 量子計測 / 量子情報 / 統計力学 (他13件)
【概要】量子力学の世界の奇妙さを際立たせる役者の一人である「量子観測」をキーワードに，それが単に「見る」ことにとどまらず，意外なところで本質的な役割を果たす様々な興味深いテーマに取り組んだ．特に，「量子計測」，「量子制御」，「統計力学の基礎」における「量子観測」の役割に焦点を当てて研究を展開し，「量子計測」や「量子制御」に関わる独自のアイデアを追究して「量子情報技術」に貢献するとともに，「統計力学の基礎」...
❏量子コヒーレンスと量子観測の織りなす物理(21740294)
【研究テーマ】数理物理・物性基礎
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2009 - 2012
【研究代表者】湯浅 一哉 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (90339721)
【キーワード】量子論基礎 / 量子情報 / 量子観測 / 量子コヒーレンス / 量子制御 (他17件)
【概要】量子と古典の違いを際立たせる様々な要素のうち「量子コヒーレンス」と「量子観測」に焦点を当て,両者が意外な関わりを持って紡ぐ興味深い現象や方法論を追究した.単に,量子コヒーレンスをいかに捉えるかにとどまらず,量子コヒーレンスがいかに発現するか,量子コヒーレンスをいかに制御するかといったところにまで量子観測が重要な役割を果たす.そんなテーマを通じて量子論の奥深い世界に迫るとともに,量子情報技術に貢献す...
【数物系科学】物理学：量子光学 ／量子情報を含む研究件
❏小区分30020:光工学および光量子科学関連(0)
【研究テーマ】2018
【研究種目】量子光学
【研究期間】量子情報
【研究代表者】連続量量子情報処理
【キーワード】スクイーズド光
【概要】研究代表者はこれまで、次世代の超高速コンピュータとして、汎用・大規模光量子コンピュータを実現する独創的な手法を考案・開発してきた。本研究では、研究代表者の光量子コンピュータ固有の強みを活かし、実際に光量子コンピュータで意味のある問題を解くことを目指す。これは、将来的に光量子コンピュータを実社会応用していくための第一歩となる。 2020年度の時点では、本研究で用いるための、高性能な量子光源（光パラ...
❏超伝導量子回路上のマイクロ波量子光学(18F18799)
【研究テーマ】原子・分子・量子エレクトロニクス
【研究種目】特別研究員奨励費
【研究期間】2018-11-09 - 2021-03-31
【研究代表者】中村 泰信 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (90524083)
【キーワード】Superconducting qubit / microwave / quantum optics / quantum information
【概要】My work in this fiscal year consisted in developing a unidirectional emitter of　microwave photons to a 1D waveguide. This work is of particular interest　regarding the prospect of fabricating 1D quantu...
❏光のノイズフリーな高周波サイドバンド帯における連続量量子情報処理(18K14143)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2018-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】武田 俊太郎 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (80737304)
【キーワード】量子光学 / 量子情報 / 連続量量子情報処理 / スクイーズド光 / 量子論理ゲート (他10件)
【概要】光の量子力学的な性質を利用すると、特定の計算を現代のコンピュータよりも高速に実行できる量子コンピュータや、現代の通信技術の限界を超える大容量通信が実現できる。光の振幅や位相などの連続的な値を用いた量子情報処理では、これまで技術的制約からレーザーのノイズの乗りやすい周波数で行われていたため、情報処理精度が制限されてきた。本研究では、高周波サイドバンド帯と呼ばれるノイズのない周波数に光の量子的な状態を...
【数物系科学】物理学：量子情報処理 ／量子情報を含む研究件
❏一次元量子光学系を使った単一光子による決定論的量子操作の理論(25400417)
【研究テーマ】原子・分子・量子エレクトロニクス
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】越野 和樹 東京医科歯科大学, 教養部, 准教授 (90332311)
【キーワード】量子状態操作 / マイクロ波量子光学 / 量子情報 / 超伝導回路ＱＥＤ / 着衣状態 (他10件)
【概要】等しい崩壊レートを有するΛ型三準位系が一次元的に伝播する光子を反射するとき，たった一つの光子がΛ系の量子状態を決定論的にスイッチすることが知られている（インピーダンス整合Λ系）．本研究では，超伝導人工原子とマイクロ波共振器とが結合している「導波路ＱＥＤ」系において，原子を外部マイクロ波でドライブすることによってできる「着衣状態」を用いてこのΛ系を実装できることを理論的に示し，ドライブ条件を明らかに...
❏異種多体系量子操作の基盤技術の開拓(25247068)
【研究テーマ】原子・分子・量子エレクトロニクス
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】井元 信之 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (00313479)
【キーワード】量子情報 / 量子光学 / 量子通信 / 量子コンピューター / 量子暗号 (他14件)
【概要】量子情報処理実現に欠かせない「異種多体系間のインターフェース技術」の基盤技術の開拓のため、①光子の量子ビットと原子の量子ビットの間の転送、②伝送路の光位相雑音とビットエラーの高効率除去、③多体エンタングルメント構成法および新しい利用法の理論的提案を行った。概ね予定通りあるいは予定以上の結果が得られた。出版論文はNature Photonics、Scientific Reports、New Jour...
❏広帯域ユニバーサルスクイーザーの研究(20244063)
【研究テーマ】原子・分子・量子エレクトロニクス
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2008 - 2011
【研究代表者】古澤 明 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (90332569)
【キーワード】量子情報 / 量子エレクトロニクス / 量子コンピュータ / スクイーザー / スクイーズ (他8件)
【概要】広帯域ユニバーサルスクイーザーの作製に成功し、単一光子状態をスクイーズし、シュレディンガーの猫状態を生成する事に成功した。 ...
【数物系科学】物理学：量子通信 ／量子情報を含む研究件
❏異種多体系量子操作の基盤技術の開拓(25247068)
【研究テーマ】原子・分子・量子エレクトロニクス
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】井元 信之 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (00313479)
【キーワード】量子情報 / 量子光学 / 量子通信 / 量子コンピューター / 量子暗号 (他14件)
【概要】量子情報処理実現に欠かせない「異種多体系間のインターフェース技術」の基盤技術の開拓のため、①光子の量子ビットと原子の量子ビットの間の転送、②伝送路の光位相雑音とビットエラーの高効率除去、③多体エンタングルメント構成法および新しい利用法の理論的提案を行った。概ね予定通りあるいは予定以上の結果が得られた。出版論文はNature Photonics、Scientific Reports、New Jour...
❏Emulating a Large-Scale Quantum Internet(25280034)
【研究テーマ】情報ネットワーク
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】Van・Meter Rodney (VAN・METER Rodney) 慶應義塾大学, 環境情報学部, 准教授 (90458977)
【キーワード】量子インターネット / 量子リピーター / quantum network / quantum repeater / quantum Internet (他9件)
【概要】量子インターネットの開発と実現のため、最重要となる基幹技術が異なったネットワーク同士の接続方法を開発し、シミュレーションによって挙動を確認した。必要となる全ての関連技術をデザインし、再帰的経路セットアップアルゴリズム及び分散量子状態のソフトウェアによる管理手法を開発した。量子インターネット全体のシミュレータは現在開発中となる。また、「量子スニーカーネット」の概念を開発し、シミュレーションを行った。...
❏量子情報の符号化・復号化と多粒子間エンタングルメントを用いた量子情報処理(15740250)
【研究テーマ】原子・分子・量子エレクトロニクス・プラズマ
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2003 - 2005
【研究代表者】村尾 美緒 東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (30322671)
【キーワード】量子情報 / エンタングルメント / 量子暗号 / 量子プロトコル / 量子情報処理 (他6件)
【概要】本年度は、量子情報の符号化・復号化に関する量子一方向的関数の導入に向けて、昨年度に引き続いて量子ビット系・離散多準位におけるエンタングルメントの新しい性質の探索と量子情報処理への応用に関する研究を行い、次のような成果を得た。 量子ビット系に関しては、混合状態を考察することで非対称性を導入した多量子ビットエンタングル状態を用いて、2量子ビットに符号化した量子情報を、エンタングルメント資源を用いずに復...
【数物系科学】物理学：混合状態 ／量子情報を含む研究件
❏ブラックホールと量子情報(15540258)
【研究テーマ】素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2003 - 2006
【研究代表者】細谷 暁夫 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (80028258)
【キーワード】量子計算 / 変分原理 / ユニタリー変換 / 混合状態 / 量子最速方程式 (他22件)
【概要】あたえられた標準的な初期状態から、目的の状態に最短時間で到達するための、(一般には時間に依存する)ハミルトニアンを、一定の制約の中で探す問題を考えた。これは、量子計算の回路の最適な構成、デバイスの最適な設計など実際的な問題であると同時に、一般的に量子系の制御の問題と捉えても興味深い。 この問題を変分原理で定式化するときに、(1)状態変化はシュレーディンガー方程式に従うこと(2)ハミルトニアンは、自...
❏光子による再帰型量子測定の研究(12740243)
【研究テーマ】物理学一般
【研究種目】奨励研究(A)
【研究期間】2000 - 2001
【研究代表者】小芦 雅斗 総合研究大学院大学, 先導科学研究科, 助教授 (90322099)
【キーワード】量子情報 / データ圧縮 / エンタングルメント / 混合状態 / Controlled-NOTゲート (他6件)
【概要】古典情報と量子情報の振る舞いの違いを追及する中で,本年度は,量子情報の基本的間題のひとつについて解答を与えた.情報科学の基本的で重要な問題のひとつに,情報の大きさの定量化がある.定量化の一つの方法は,データを圧縮して記述するのに必要な最短のビット長を求めることであり,ある確率分布に従う古典データの場合はその値が確率分布のシャノン・エントロピーで与えられることが知られている.量子情報では,確率分布に...
【数物系科学】物理学：スピン軌道相互作用 ／量子情報を含む研究件
❏量子構造中の正孔スピンダイナミクスの解明と制御(20H00237)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】小寺 哲夫 東京工業大学, 工学院, 准教授 (00466856)
【キーワード】量子ドット / シリコン / ゲルマニウム / 量子情報 / スピン軌道相互作用
【概要】本研究の目的は、量子構造中の正孔スピンダイナミクスの物理を解明し、その制御原理を示すことである。特に、スピンと軌道の自由度、及び相互作用の制御がその要素となる。スピンと軌道の間に働く相互作用は、結晶や構造の局所的な性質に依存するため、ナノ寸法の量子構造で重要となる。本研究で新たに開発するゲルマニウム量子ドット系と我々がこれまで開発してきたシリコン量子ドット系とを比較することで、普遍的な物理を解き明...
❏ダイヤモンド伝導キャリアスピンデバイスの新規創製と物理開拓(18K18996)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2018-06-29 - 2021-03-31
【研究代表者】小寺 哲夫 東京工業大学, 工学院, 准教授 (00466856)
【キーワード】量子ドット / 量子情報 / 量子デバイス / スピンデバイス / スピン軌道相互作用
【概要】将来的にダイヤモンド量子構造中の伝導キャリアのスピン輸送を実現し、スピンダイナミクスに関わる根本の物理を解明するため、その基盤技術を開発した。素子については、構造検討、素子設計を行い、物理の解明に向けては、国内外の研究者らとの議論や第一原理計算も含めた理論的アプローチを進めることで、電子状態に関する理解を深めた。測定系の構築については、高周波系を導入し、順調に進めることができ、シリコン系素子を用い...
【数物系科学】物理学：エンタングルメント ／量子情報を含む研究件
❏量子測定と量子制御: 量子情報技術から統計力学の基礎まで(18K03470)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2018-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】湯浅 一哉 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90339721)
【キーワード】量子制御 / 量子計測 / 量子断熱定理 / 量子レザバー計算 / 量子測定 (他15件)
【概要】本研究課題の目的は，「量子測定」と「量子制御」をキーワードに，それらが意外ながら本質的な役割を果たすテーマに取り組んで，「量子情報技術」や「統計力学の基礎」に貢献することにある．「量子計測」，「測定による量子制御」，「統計力学の基礎」を柱に研究を推進しており，第4年度の今年度は以下の成果を得た． ■様々な量子制御の手法が「量子断熱定理」に基づいていることを認識し，量子断熱定理の一般化と深化に取り組...
❏異種多体系量子操作の基盤技術の開拓(25247068)
【研究テーマ】原子・分子・量子エレクトロニクス
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】井元 信之 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (00313479)
【キーワード】量子情報 / 量子光学 / 量子通信 / 量子コンピューター / 量子暗号 (他14件)
【概要】量子情報処理実現に欠かせない「異種多体系間のインターフェース技術」の基盤技術の開拓のため、①光子の量子ビットと原子の量子ビットの間の転送、②伝送路の光位相雑音とビットエラーの高効率除去、③多体エンタングルメント構成法および新しい利用法の理論的提案を行った。概ね予定通りあるいは予定以上の結果が得られた。出版論文はNature Photonics、Scientific Reports、New Jour...
❏量子コヒーレンスと量子観測の織りなす物理(21740294)
【研究テーマ】数理物理・物性基礎
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2009 - 2012
【研究代表者】湯浅 一哉 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (90339721)
【キーワード】量子論基礎 / 量子情報 / 量子観測 / 量子コヒーレンス / 量子制御 (他17件)
【概要】量子と古典の違いを際立たせる様々な要素のうち「量子コヒーレンス」と「量子観測」に焦点を当て,両者が意外な関わりを持って紡ぐ興味深い現象や方法論を追究した.単に,量子コヒーレンスをいかに捉えるかにとどまらず,量子コヒーレンスがいかに発現するか,量子コヒーレンスをいかに制御するかといったところにまで量子観測が重要な役割を果たす.そんなテーマを通じて量子論の奥深い世界に迫るとともに,量子情報技術に貢献す...
【数物系科学】物理学：ボーズ凝縮 ／量子情報を含む研究件
❏量子コヒーレンスと量子観測の織りなす物理(21740294)
【研究テーマ】数理物理・物性基礎
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2009 - 2012
【研究代表者】湯浅 一哉 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (90339721)
【キーワード】量子論基礎 / 量子情報 / 量子観測 / 量子コヒーレンス / 量子制御 (他17件)
【概要】量子と古典の違いを際立たせる様々な要素のうち「量子コヒーレンス」と「量子観測」に焦点を当て,両者が意外な関わりを持って紡ぐ興味深い現象や方法論を追究した.単に,量子コヒーレンスをいかに捉えるかにとどまらず,量子コヒーレンスがいかに発現するか,量子コヒーレンスをいかに制御するかといったところにまで量子観測が重要な役割を果たす.そんなテーマを通じて量子論の奥深い世界に迫るとともに,量子情報技術に貢献す...
❏ボース凝縮体の衝突相互作用を利用した猫状態の生成と量子情報的手法による状態評価(20340103)
【研究テーマ】原子・分子・量子エレクトロニクス
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2008 - 2010
【研究代表者】上妻 幹旺 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (10302837)
【キーワード】量子情報 / ボース凝縮 / 猫状態 / レーザー冷却 / スピンスクイーズ (他7件)
【概要】本研究は、中性原子気体のボース凝縮体を利用して量子猫状態を生成することを目的としている。まず、ダブル磁気光学トラップ用超高真空槽、ならびにクローバーリーフ型磁場トラップを構築し、^<87>Rb原子のボース凝縮体を生成した。しかし磁場トラップによる磁気シールドの磁化の影響で、10μG以下まで残留磁場を抑圧することが難しかったため、光トラップのみを用いてボース凝縮体を生成する方式に切り替え...
【数物系科学】物理学：デコヒーレンス ／量子情報を含む研究件
❏デコヒーレンスフリー量子情報処理のためのシステム制御理論(24760341)
【研究テーマ】制御工学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2012-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】山本 直樹 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (40513289)
【キーワード】量子情報 / 制御理論 / 量子系 / デコヒーレンス / デコヒーレンスフリー部分系 (他9件)
【概要】本研究では、主に次の成果が得られた。(１) 量子情報処理の実現に有用な概念である「デコヒーレンスフリー部分系(DFS)」の数理的特徴付けと設計理論を、「連続値線形」の場合に、システム制御理論に基づいて構築することに成功した。(２)フィードバック制御によってDFSを生成する手法を開発した。(３) システム制御理論において非常に重要な概念として利用されている「伝達関数のゼロ点」および「ゼロダイナミクス...
❏固体量子ビットにおけるデコヒーレンスの克服と量子誤り訂正コードの開発(14540346)
【研究テーマ】固体物性Ⅱ(磁性・金属・低温)
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2002 - 2004
【研究代表者】中原 幹夫 近畿大学, 理工学部, 教授 (90189019)
【キーワード】ホロノミック量子計算 / デコヒーレンス / Cartan分解 / 超伝導量子ビット / NMR量子コンピュータ (他19件)
【概要】中原と共同研究者は,多量子ビットゲートをモジュール化して量子アルゴリズムの効率的な実装法を開発した.最初これは数学的に理想的なホロノミック量子計算について解析したが,その後より現実的なジョセフソン接合を用いた量子ビット系について研究を行った.この方法で実際に21を素因数分解するにはどれだけの量子ビットと計算ステップが必要か具体的に求めた.ホロノミック量子計算に関しては,その後中原と大阪市大の谷村た...
【数物系科学】物理学：統計力学 ／量子情報を含む研究件
❏量子測定と量子制御: 量子情報技術から統計力学の基礎まで(18K03470)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2018-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】湯浅 一哉 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90339721)
【キーワード】量子制御 / 量子計測 / 量子断熱定理 / 量子レザバー計算 / 量子測定 (他15件)
【概要】本研究課題の目的は，「量子測定」と「量子制御」をキーワードに，それらが意外ながら本質的な役割を果たすテーマに取り組んで，「量子情報技術」や「統計力学の基礎」に貢献することにある．「量子計測」，「測定による量子制御」，「統計力学の基礎」を柱に研究を推進しており，第4年度の今年度は以下の成果を得た． ■様々な量子制御の手法が「量子断熱定理」に基づいていることを認識し，量子断熱定理の一般化と深化に取り組...
❏孤立量子多体系における熱力学第二法則(16H02211)
【研究テーマ】数理物理・物性基礎
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2016-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】沙川 貴大 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (60610805)
【キーワード】孤立量子多体系 / 熱力学第二法則 / リソース理論 / 量子情報 / 情報スクランブリング (他14件)
【概要】本研究で我々は、量子多体系の非平衡ダイナミクスの研究、とくに熱力学第二法則が量子力学から如何にして創発するかについての理論研究を行った。その結果として、第二法則やその一般化であるゆらぎの定理を量子力学に基づいて理論的に示し、それを数値実験によって検証することに成功した。また、その背景となる固有状態熱化仮説や、その例外である量子多体スカーについての研究も行った。さらに情報スクランブリングや熱力学リソ...
❏量子観測で迫る統計力学の基礎と量子情報(26400406)
【研究テーマ】数理物理・物性基礎
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】湯浅 一哉 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90339721)
【キーワード】量子観測 / 量子制御 / 量子計測 / 量子情報 / 統計力学 (他13件)
【概要】量子力学の世界の奇妙さを際立たせる役者の一人である「量子観測」をキーワードに，それが単に「見る」ことにとどまらず，意外なところで本質的な役割を果たす様々な興味深いテーマに取り組んだ．特に，「量子計測」，「量子制御」，「統計力学の基礎」における「量子観測」の役割に焦点を当てて研究を展開し，「量子計測」や「量子制御」に関わる独自のアイデアを追究して「量子情報技術」に貢献するとともに，「統計力学の基礎」...
【数物系科学】天文学：ブラックホール ／量子情報を含む研究件
❏ブラックホールと量子情報(15540258)
【研究テーマ】素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2003 - 2006
【研究代表者】細谷 暁夫 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (80028258)
【キーワード】量子計算 / 変分原理 / ユニタリー変換 / 混合状態 / 量子最速方程式 (他22件)
【概要】あたえられた標準的な初期状態から、目的の状態に最短時間で到達するための、(一般には時間に依存する)ハミルトニアンを、一定の制約の中で探す問題を考えた。これは、量子計算の回路の最適な構成、デバイスの最適な設計など実際的な問題であると同時に、一般的に量子系の制御の問題と捉えても興味深い。 この問題を変分原理で定式化するときに、(1)状態変化はシュレーディンガー方程式に従うこと(2)ハミルトニアンは、自...
❏時空の大域的因果構造と量子力学(12640257)
【研究テーマ】素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2000 - 2002
【研究代表者】細谷 暁夫 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (80028258)
【キーワード】ブラックホール / 量子情報 / 第二法則 / 非一様宇宙 / 地平面のトポロジー (他8件)
【概要】細谷の研究では、(量子)情報珪論と宇宙論・相対論の接点の仕事をパイオニア的に開始し、幾つかの成果が得られた。1.ブラックホール時空における量子場の理論的効果であるホーキング輻射が、量子情報理論の興味深い応用対象になっている。私は、ブラックホール時空における量子的な思考実験を行うことを想定し、観測の後に測定器をブラックホールに放り込む場合の一般化された第二法則を調べた。それによれば、ブラックホール固...
【数物系科学】天文学：超伝導 ／量子情報を含む研究件
❏対称性の破れを伴う固体中の集団励起モードを用いた量子ハイブリッドシステム(26220601)
【研究テーマ】ナノ構造物理
【研究種目】基盤研究(S)
【研究期間】2014-05-30 - 2019-03-31
【研究代表者】中村 泰信 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (90524083)
【キーワード】量子ハイブリッド系 / 超伝導量子ビット / 量子情報 / 量子計測 / ナノメカニクス (他14件)
【概要】対称性の破れに伴って生じる固体中の巨視的集団励起モードの自由度を単一量子レベルでコヒーレントに制御する手法を開拓した。超伝導回路上の量子状態制御技術をツールとして、他の量子系の量子状態制御を実現する量子ハイブリッド系を構築した。超伝導回路上のマイクロ波伝搬モードの量子状態はもとより、強磁性体中の集団スピン励起であるマグノンモードや、ナノメカニカル素子内の集団原子運動であるフォノンモードなどの量子状...
❏超伝導量子回路上のマイクロ波量子光学とその応用(26247067)
【研究テーマ】原子・分子・量子エレクトロニクス
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2014-04-01 - 2015-03-31
【研究代表者】中村 泰信 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (90524083)
【キーワード】超伝導 / 量子ビット / 量子光学 / マイクロ波 / 量子情報
【概要】超伝導回路を用いたマイクロ波量子光学の新しい学理の追究と、技術の開発・応用を目指した研究を行った。原子と光子を用いて研究されてきた従来の量子光学にたいして、超伝導回路を用いた人工量子系における量子光学は、その巨視性ゆえパラメータの設計に大きな自由度を持ち、様々な質的に新しい物理現象や技術をもたらし、人工原子としての量子ビットとマイクロ波光子の巨大な相互作用に起因する新たな効果を実証・解明するととも...
❏量子コヒーレンスと量子観測の織りなす物理(21740294)
【研究テーマ】数理物理・物性基礎
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2009 - 2012
【研究代表者】湯浅 一哉 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (90339721)
【キーワード】量子論基礎 / 量子情報 / 量子観測 / 量子コヒーレンス / 量子制御 (他17件)
【概要】量子と古典の違いを際立たせる様々な要素のうち「量子コヒーレンス」と「量子観測」に焦点を当て,両者が意外な関わりを持って紡ぐ興味深い現象や方法論を追究した.単に,量子コヒーレンスをいかに捉えるかにとどまらず,量子コヒーレンスがいかに発現するか,量子コヒーレンスをいかに制御するかといったところにまで量子観測が重要な役割を果たす.そんなテーマを通じて量子論の奥深い世界に迫るとともに,量子情報技術に貢献す...
【総合理工】ナノ・マイクロ科学：超伝導量子ビット ／量子情報を含む研究件
❏超伝導量子回路上のマイクロ波量子光学(18F18799)
【研究テーマ】原子・分子・量子エレクトロニクス
【研究種目】特別研究員奨励費
【研究期間】2018-11-09 - 2021-03-31
【研究代表者】中村 泰信 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (90524083)
【キーワード】Superconducting qubit / microwave / quantum optics / quantum information
【概要】My work in this fiscal year consisted in developing a unidirectional emitter of　microwave photons to a 1D waveguide. This work is of particular interest　regarding the prospect of fabricating 1D quantu...
❏対称性の破れを伴う固体中の集団励起モードを用いた量子ハイブリッドシステム(26220601)
【研究テーマ】ナノ構造物理
【研究種目】基盤研究(S)
【研究期間】2014-05-30 - 2019-03-31
【研究代表者】中村 泰信 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (90524083)
【キーワード】量子ハイブリッド系 / 超伝導量子ビット / 量子情報 / 量子計測 / ナノメカニクス (他14件)
【概要】対称性の破れに伴って生じる固体中の巨視的集団励起モードの自由度を単一量子レベルでコヒーレントに制御する手法を開拓した。超伝導回路上の量子状態制御技術をツールとして、他の量子系の量子状態制御を実現する量子ハイブリッド系を構築した。超伝導回路上のマイクロ波伝搬モードの量子状態はもとより、強磁性体中の集団スピン励起であるマグノンモードや、ナノメカニカル素子内の集団原子運動であるフォノンモードなどの量子状...
❏固体量子ビットにおけるデコヒーレンスの克服と量子誤り訂正コードの開発(14540346)
【研究テーマ】固体物性Ⅱ(磁性・金属・低温)
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2002 - 2004
【研究代表者】中原 幹夫 近畿大学, 理工学部, 教授 (90189019)
【キーワード】ホロノミック量子計算 / デコヒーレンス / Cartan分解 / 超伝導量子ビット / NMR量子コンピュータ (他19件)
【概要】中原と共同研究者は,多量子ビットゲートをモジュール化して量子アルゴリズムの効率的な実装法を開発した.最初これは数学的に理想的なホロノミック量子計算について解析したが,その後より現実的なジョセフソン接合を用いた量子ビット系について研究を行った.この方法で実際に21を素因数分解するにはどれだけの量子ビットと計算ステップが必要か具体的に求めた.ホロノミック量子計算に関しては,その後中原と大阪市大の谷村た...
【総合理工】ナノ・マイクロ科学：超伝導量子回路 ／量子情報を含む研究件
❏真空中の捕獲電子と超伝導量子ビットの結合系(19H01821)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2019-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】野口 篤史 東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (60761525)
【キーワード】量子技術 / 量子情報 / 超伝導量子回路 / 電子トラップ / 量子エレクトロニクス (他14件)
【概要】振動電場によって真空中に捕獲された電子を用いることで、長いコヒーレンスと速い制御を両立した量子系を構築することができる。しかし、電子は光によって量子制御することが難しいために、これまで制御された量子系として実現されてこなかった。そこで、本研究では、極低温環境において電子を捕獲し、その量子状態を超伝導マイクロ波回路を用いて観測・制御することを目指して研究をしている。 令和３年度では、極低温下での低エ...
❏対称性の破れを伴う固体中の集団励起モードを用いた量子ハイブリッドシステム(26220601)
【研究テーマ】ナノ構造物理
【研究種目】基盤研究(S)
【研究期間】2014-05-30 - 2019-03-31
【研究代表者】中村 泰信 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (90524083)
【キーワード】量子ハイブリッド系 / 超伝導量子ビット / 量子情報 / 量子計測 / ナノメカニクス (他14件)
【概要】対称性の破れに伴って生じる固体中の巨視的集団励起モードの自由度を単一量子レベルでコヒーレントに制御する手法を開拓した。超伝導回路上の量子状態制御技術をツールとして、他の量子系の量子状態制御を実現する量子ハイブリッド系を構築した。超伝導回路上のマイクロ波伝搬モードの量子状態はもとより、強磁性体中の集団スピン励起であるマグノンモードや、ナノメカニカル素子内の集団原子運動であるフォノンモードなどの量子状...
【総合理工】ナノ・マイクロ科学：ハイブリッド量子系 ／量子情報を含む研究件
❏真空中の捕獲電子と超伝導量子ビットの結合系(19H01821)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2019-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】野口 篤史 東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (60761525)
【キーワード】量子技術 / 量子情報 / 超伝導量子回路 / 電子トラップ / 量子エレクトロニクス (他14件)
【概要】振動電場によって真空中に捕獲された電子を用いることで、長いコヒーレンスと速い制御を両立した量子系を構築することができる。しかし、電子は光によって量子制御することが難しいために、これまで制御された量子系として実現されてこなかった。そこで、本研究では、極低温環境において電子を捕獲し、その量子状態を超伝導マイクロ波回路を用いて観測・制御することを目指して研究をしている。 令和３年度では、極低温下での低エ...
❏対称性の破れを伴う固体中の集団励起モードを用いた量子ハイブリッドシステム(26220601)
【研究テーマ】ナノ構造物理
【研究種目】基盤研究(S)
【研究期間】2014-05-30 - 2019-03-31
【研究代表者】中村 泰信 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (90524083)
【キーワード】量子ハイブリッド系 / 超伝導量子ビット / 量子情報 / 量子計測 / ナノメカニクス (他14件)
【概要】対称性の破れに伴って生じる固体中の巨視的集団励起モードの自由度を単一量子レベルでコヒーレントに制御する手法を開拓した。超伝導回路上の量子状態制御技術をツールとして、他の量子系の量子状態制御を実現する量子ハイブリッド系を構築した。超伝導回路上のマイクロ波伝搬モードの量子状態はもとより、強磁性体中の集団スピン励起であるマグノンモードや、ナノメカニカル素子内の集団原子運動であるフォノンモードなどの量子状...
【総合理工】ナノ・マイクロ科学：量子ビット ／量子情報を含む研究件
❏超伝導量子回路上のマイクロ波量子光学とその応用(26247067)
【研究テーマ】原子・分子・量子エレクトロニクス
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2014-04-01 - 2015-03-31
【研究代表者】中村 泰信 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (90524083)
【キーワード】超伝導 / 量子ビット / 量子光学 / マイクロ波 / 量子情報
【概要】超伝導回路を用いたマイクロ波量子光学の新しい学理の追究と、技術の開発・応用を目指した研究を行った。原子と光子を用いて研究されてきた従来の量子光学にたいして、超伝導回路を用いた人工量子系における量子光学は、その巨視性ゆえパラメータの設計に大きな自由度を持ち、様々な質的に新しい物理現象や技術をもたらし、人工原子としての量子ビットとマイクロ波光子の巨大な相互作用に起因する新たな効果を実証・解明するととも...
❏固体量子ビットにおけるデコヒーレンスの克服と量子誤り訂正コードの開発(14540346)
【研究テーマ】固体物性Ⅱ(磁性・金属・低温)
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2002 - 2004
【研究代表者】中原 幹夫 近畿大学, 理工学部, 教授 (90189019)
【キーワード】ホロノミック量子計算 / デコヒーレンス / Cartan分解 / 超伝導量子ビット / NMR量子コンピュータ (他19件)
【概要】中原と共同研究者は,多量子ビットゲートをモジュール化して量子アルゴリズムの効率的な実装法を開発した.最初これは数学的に理想的なホロノミック量子計算について解析したが,その後より現実的なジョセフソン接合を用いた量子ビット系について研究を行った.この方法で実際に21を素因数分解するにはどれだけの量子ビットと計算ステップが必要か具体的に求めた.ホロノミック量子計算に関しては,その後中原と大阪市大の谷村た...
【工学】電気電子工学：量子エレクトロニクス ／量子情報を含む研究件
❏真空中の捕獲電子と超伝導量子ビットの結合系(19H01821)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2019-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】野口 篤史 東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (60761525)
【キーワード】量子技術 / 量子情報 / 超伝導量子回路 / 電子トラップ / 量子エレクトロニクス (他14件)
【概要】振動電場によって真空中に捕獲された電子を用いることで、長いコヒーレンスと速い制御を両立した量子系を構築することができる。しかし、電子は光によって量子制御することが難しいために、これまで制御された量子系として実現されてこなかった。そこで、本研究では、極低温環境において電子を捕獲し、その量子状態を超伝導マイクロ波回路を用いて観測・制御することを目指して研究をしている。 令和３年度では、極低温下での低エ...
❏光のノイズフリーな高周波サイドバンド帯における連続量量子情報処理(18K14143)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2018-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】武田 俊太郎 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (80737304)
【キーワード】量子光学 / 量子情報 / 連続量量子情報処理 / スクイーズド光 / 量子論理ゲート (他10件)
【概要】光の量子力学的な性質を利用すると、特定の計算を現代のコンピュータよりも高速に実行できる量子コンピュータや、現代の通信技術の限界を超える大容量通信が実現できる。光の振幅や位相などの連続的な値を用いた量子情報処理では、これまで技術的制約からレーザーのノイズの乗りやすい周波数で行われていたため、情報処理精度が制限されてきた。本研究では、高周波サイドバンド帯と呼ばれるノイズのない周波数に光の量子的な状態を...
❏孤立量子多体系における熱力学第二法則(16H02211)
【研究テーマ】数理物理・物性基礎
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2016-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】沙川 貴大 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (60610805)
【キーワード】孤立量子多体系 / 熱力学第二法則 / リソース理論 / 量子情報 / 情報スクランブリング (他14件)
【概要】本研究で我々は、量子多体系の非平衡ダイナミクスの研究、とくに熱力学第二法則が量子力学から如何にして創発するかについての理論研究を行った。その結果として、第二法則やその一般化であるゆらぎの定理を量子力学に基づいて理論的に示し、それを数値実験によって検証することに成功した。また、その背景となる固有状態熱化仮説や、その例外である量子多体スカーについての研究も行った。さらに情報スクランブリングや熱力学リソ...
【工学】電気電子工学：量子デバイス ／量子情報を含む研究件
❏ダイヤモンド伝導キャリアスピンデバイスの新規創製と物理開拓(18K18996)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2018-06-29 - 2021-03-31
【研究代表者】小寺 哲夫 東京工業大学, 工学院, 准教授 (00466856)
【キーワード】量子ドット / 量子情報 / 量子デバイス / スピンデバイス / スピン軌道相互作用
【概要】将来的にダイヤモンド量子構造中の伝導キャリアのスピン輸送を実現し、スピンダイナミクスに関わる根本の物理を解明するため、その基盤技術を開発した。素子については、構造検討、素子設計を行い、物理の解明に向けては、国内外の研究者らとの議論や第一原理計算も含めた理論的アプローチを進めることで、電子状態に関する理解を深めた。測定系の構築については、高周波系を導入し、順調に進めることができ、シリコン系素子を用い...
❏シリコン量子ドット中のスピン状態に関する高速読み出し技術の開発と物理の解明(16F16806)
【研究テーマ】ナノ構造物理
【研究種目】特別研究員奨励費
【研究期間】2016-11-07 - 2019-03-31
【研究代表者】小寺 哲夫 東京工業大学, 工学院, 准教授 (00466856)
【キーワード】量子ドット / 量子デバイス / スピン / 量子情報 / シリコン (他7件)
【概要】本研究の目的は、スピン状態を高速に読み出す技術を開発し、シリコン量子ドット中のスピンコヒーレンスの物理を解明することにある。本研究により、スピン軌道相互作用の大きさを定量的に評価し、さらに電場や磁場に対するスピン軌道相互作用の大きさやスピン緩和時間の依存性を得ることを目指している。 具体的には、MOS構造を利用したpチャネルの量子ドットを作製し、高速読み出しに使用する単正孔トランジスタを量子ドット...
❏量子スピン情報素子に向けた新構造シリコン量子ドットの開発(26709023)
【研究テーマ】電子デバイス・電子機器
【研究種目】若手研究(A)
【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】小寺 哲夫 東京工業大学, 工学院, 准教授 (00466856)
【キーワード】量子デバイス / スピンデバイス / 量子情報 / 量子ドット / スピン (他8件)
【概要】本研究の目的は、新構造のシリコン量子ドットを開発し、スピンを情報の担い手として用いる量子計算の物理の解明、ハードウェアのための基本技術の実現を行うことにあった。将来的に既存シリコンテクノロジーと量子計算機の融合を目指すものであった。物理としては、シリコン量子ドット構造に特有のスピン緩和要因、バレーやスピンの関与する電子輸送特性を明らかにした。技術としては、Si基板やSi/SiGeヘテロ基板を利用し...
【工学】電気電子工学：スピンデバイス ／量子情報を含む研究件
❏ダイヤモンド伝導キャリアスピンデバイスの新規創製と物理開拓(18K18996)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2018-06-29 - 2021-03-31
【研究代表者】小寺 哲夫 東京工業大学, 工学院, 准教授 (00466856)
【キーワード】量子ドット / 量子情報 / 量子デバイス / スピンデバイス / スピン軌道相互作用
【概要】将来的にダイヤモンド量子構造中の伝導キャリアのスピン輸送を実現し、スピンダイナミクスに関わる根本の物理を解明するため、その基盤技術を開発した。素子については、構造検討、素子設計を行い、物理の解明に向けては、国内外の研究者らとの議論や第一原理計算も含めた理論的アプローチを進めることで、電子状態に関する理解を深めた。測定系の構築については、高周波系を導入し、順調に進めることができ、シリコン系素子を用い...
❏FeドープInAs/GaSbヘテロ接合による新規物性現象と次世代デバイスの創製(17H04922)
【研究テーマ】電子デバイス・電子機器
【研究種目】若手研究(A)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】Le DucAnh 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 助教 (50783594)
【キーワード】Fe系強磁性半導体 / 室温強磁性 / スピンバルブ効果 / 近接磁気抵抗効果 / 奇関数磁気抵抗効果 (他27件)
【概要】本研究はFe系狭ギャップFMSの磁気物性とデバイス応用を開発した。高いキュリー温度（TC）を持つp型とn型Fe系FMS両方の作製に成功し、禁制帯が狭い材料の方TCが高くなるという従来のFMSと逆な傾向が見て取れた。これらの強磁性発現機構、バンド構造、磁気異方性を明らかにしたより、高TCのFMSへの新しい設計指針を提案した。FeドープGaSb/InAsヘテロ構造で、デバイス応用に必要不可欠のスピンバ...
❏量子スピン情報素子に向けた新構造シリコン量子ドットの開発(26709023)
【研究テーマ】電子デバイス・電子機器
【研究種目】若手研究(A)
【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】小寺 哲夫 東京工業大学, 工学院, 准教授 (00466856)
【キーワード】量子デバイス / スピンデバイス / 量子情報 / 量子ドット / スピン (他8件)
【概要】本研究の目的は、新構造のシリコン量子ドットを開発し、スピンを情報の担い手として用いる量子計算の物理の解明、ハードウェアのための基本技術の実現を行うことにあった。将来的に既存シリコンテクノロジーと量子計算機の融合を目指すものであった。物理としては、シリコン量子ドット構造に特有のスピン緩和要因、バレーやスピンの関与する電子輸送特性を明らかにした。技術としては、Si基板やSi/SiGeヘテロ基板を利用し...
【工学】電気電子工学：波長変換 ／量子情報を含む研究件
❏異種多体系量子操作の基盤技術の開拓(25247068)
【研究テーマ】原子・分子・量子エレクトロニクス
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】井元 信之 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (00313479)
【キーワード】量子情報 / 量子光学 / 量子通信 / 量子コンピューター / 量子暗号 (他14件)
【概要】量子情報処理実現に欠かせない「異種多体系間のインターフェース技術」の基盤技術の開拓のため、①光子の量子ビットと原子の量子ビットの間の転送、②伝送路の光位相雑音とビットエラーの高効率除去、③多体エンタングルメント構成法および新しい利用法の理論的提案を行った。概ね予定通りあるいは予定以上の結果が得られた。出版論文はNature Photonics、Scientific Reports、New Jour...
❏波長変換を利用した量子情報技術の開拓(23684035)
【研究テーマ】原子・分子・量子エレクトロニクス
【研究種目】若手研究(A)
【研究期間】2011-04-01 - 2014-03-31
【研究代表者】山本 俊 大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (10403130)
【キーワード】量子エレクトロニクス / 量子光学 / 量子情報 / 波長変換 / 量子工学
【概要】光、原子、トラップイオンなど様々な物理系から実現される量子情報処理は、ここ２０年の間に活発に研究されている。光は量子情報を運ぶ担い手として重要な役割を果たしている。一方、その他の物質系は量子情報のメモリや操作を特定の場所で行う役割を持っている。特に量子リピーターに注目すると物質系と光の量子もつれが基本的なリソースとして用いられる。これまでこのような量子もつれの生成が実現しているが光の波長は光ファイ...
【工学】電気電子工学：非線形光学 ／量子情報を含む研究件
❏異種多体系量子操作の基盤技術の開拓(25247068)
【研究テーマ】原子・分子・量子エレクトロニクス
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】井元 信之 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (00313479)
【キーワード】量子情報 / 量子光学 / 量子通信 / 量子コンピューター / 量子暗号 (他14件)
【概要】量子情報処理実現に欠かせない「異種多体系間のインターフェース技術」の基盤技術の開拓のため、①光子の量子ビットと原子の量子ビットの間の転送、②伝送路の光位相雑音とビットエラーの高効率除去、③多体エンタングルメント構成法および新しい利用法の理論的提案を行った。概ね予定通りあるいは予定以上の結果が得られた。出版論文はNature Photonics、Scientific Reports、New Jour...
❏量子ドット－ナノ共振器結合系における二光子自然放出過程を活用した量子光源(24760037)
【研究テーマ】応用光学・量子光工学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31
【研究代表者】太田 泰友 東京大学, ナノ量子情報エレクトロニクス研究機構, 特任准教授 (90624528)
【キーワード】量子ドット / フォトニック結晶 / 二光子過程 / 非線形光学 / ナノレーザー (他8件)
【概要】量子ドット‐フォトニック結晶ナノ共振器結合系における二光子相互作用の物理およびその応用に関する多くの成果を上げた。特に、レーザ発振および非線形光学波長変換を単一ナノ共振器中で実現する自己周波数変換ナノ共振器レーザを提案・実現した。量子ドットの広帯域ゲインを利用し、ほぼ可視域全体をカバーするマイクロ集積可視ナノレーザアレイを実現した。また、第二高調波発生が光子の量子統計性に依存することを実験理論の両...
【工学】電気電子工学：電荷センサー ／量子情報を含む研究件
❏シリコン量子ドット中のスピン状態に関する高速読み出し技術の開発と物理の解明(16F16806)
【研究テーマ】ナノ構造物理
【研究種目】特別研究員奨励費
【研究期間】2016-11-07 - 2019-03-31
【研究代表者】小寺 哲夫 東京工業大学, 工学院, 准教授 (00466856)
【キーワード】量子ドット / 量子デバイス / スピン / 量子情報 / シリコン (他7件)
【概要】本研究の目的は、スピン状態を高速に読み出す技術を開発し、シリコン量子ドット中のスピンコヒーレンスの物理を解明することにある。本研究により、スピン軌道相互作用の大きさを定量的に評価し、さらに電場や磁場に対するスピン軌道相互作用の大きさやスピン緩和時間の依存性を得ることを目指している。 具体的には、MOS構造を利用したpチャネルの量子ドットを作製し、高速読み出しに使用する単正孔トランジスタを量子ドット...
❏量子スピン情報素子に向けた新構造シリコン量子ドットの開発(26709023)
【研究テーマ】電子デバイス・電子機器
【研究種目】若手研究(A)
【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】小寺 哲夫 東京工業大学, 工学院, 准教授 (00466856)
【キーワード】量子デバイス / スピンデバイス / 量子情報 / 量子ドット / スピン (他8件)
【概要】本研究の目的は、新構造のシリコン量子ドットを開発し、スピンを情報の担い手として用いる量子計算の物理の解明、ハードウェアのための基本技術の実現を行うことにあった。将来的に既存シリコンテクノロジーと量子計算機の融合を目指すものであった。物理としては、シリコン量子ドット構造に特有のスピン緩和要因、バレーやスピンの関与する電子輸送特性を明らかにした。技術としては、Si基板やSi/SiGeヘテロ基板を利用し...
【工学】土木工学：量子ドット ／量子情報を含む研究件
❏量子構造中の正孔スピンダイナミクスの解明と制御(20H00237)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】小寺 哲夫 東京工業大学, 工学院, 准教授 (00466856)
【キーワード】量子ドット / シリコン / ゲルマニウム / 量子情報 / スピン軌道相互作用
【概要】本研究の目的は、量子構造中の正孔スピンダイナミクスの物理を解明し、その制御原理を示すことである。特に、スピンと軌道の自由度、及び相互作用の制御がその要素となる。スピンと軌道の間に働く相互作用は、結晶や構造の局所的な性質に依存するため、ナノ寸法の量子構造で重要となる。本研究で新たに開発するゲルマニウム量子ドット系と我々がこれまで開発してきたシリコン量子ドット系とを比較することで、普遍的な物理を解き明...
❏ダイヤモンド伝導キャリアスピンデバイスの新規創製と物理開拓(18K18996)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2018-06-29 - 2021-03-31
【研究代表者】小寺 哲夫 東京工業大学, 工学院, 准教授 (00466856)
【キーワード】量子ドット / 量子情報 / 量子デバイス / スピンデバイス / スピン軌道相互作用
【概要】将来的にダイヤモンド量子構造中の伝導キャリアのスピン輸送を実現し、スピンダイナミクスに関わる根本の物理を解明するため、その基盤技術を開発した。素子については、構造検討、素子設計を行い、物理の解明に向けては、国内外の研究者らとの議論や第一原理計算も含めた理論的アプローチを進めることで、電子状態に関する理解を深めた。測定系の構築については、高周波系を導入し、順調に進めることができ、シリコン系素子を用い...
❏シリコン量子ドット中のスピン状態に関する高速読み出し技術の開発と物理の解明(16F16806)
【研究テーマ】ナノ構造物理
【研究種目】特別研究員奨励費
【研究期間】2016-11-07 - 2019-03-31
【研究代表者】小寺 哲夫 東京工業大学, 工学院, 准教授 (00466856)
【キーワード】量子ドット / 量子デバイス / スピン / 量子情報 / シリコン (他7件)
【概要】本研究の目的は、スピン状態を高速に読み出す技術を開発し、シリコン量子ドット中のスピンコヒーレンスの物理を解明することにある。本研究により、スピン軌道相互作用の大きさを定量的に評価し、さらに電場や磁場に対するスピン軌道相互作用の大きさやスピン緩和時間の依存性を得ることを目指している。 具体的には、MOS構造を利用したpチャネルの量子ドットを作製し、高速読み出しに使用する単正孔トランジスタを量子ドット...
【工学】総合工学：シリコン ／量子情報を含む研究件
❏量子構造中の正孔スピンダイナミクスの解明と制御(20H00237)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】小寺 哲夫 東京工業大学, 工学院, 准教授 (00466856)
【キーワード】量子ドット / シリコン / ゲルマニウム / 量子情報 / スピン軌道相互作用
【概要】本研究の目的は、量子構造中の正孔スピンダイナミクスの物理を解明し、その制御原理を示すことである。特に、スピンと軌道の自由度、及び相互作用の制御がその要素となる。スピンと軌道の間に働く相互作用は、結晶や構造の局所的な性質に依存するため、ナノ寸法の量子構造で重要となる。本研究で新たに開発するゲルマニウム量子ドット系と我々がこれまで開発してきたシリコン量子ドット系とを比較することで、普遍的な物理を解き明...
❏シリコン量子ドット中のスピン状態に関する高速読み出し技術の開発と物理の解明(16F16806)
【研究テーマ】ナノ構造物理
【研究種目】特別研究員奨励費
【研究期間】2016-11-07 - 2019-03-31
【研究代表者】小寺 哲夫 東京工業大学, 工学院, 准教授 (00466856)
【キーワード】量子ドット / 量子デバイス / スピン / 量子情報 / シリコン (他7件)
【概要】本研究の目的は、スピン状態を高速に読み出す技術を開発し、シリコン量子ドット中のスピンコヒーレンスの物理を解明することにある。本研究により、スピン軌道相互作用の大きさを定量的に評価し、さらに電場や磁場に対するスピン軌道相互作用の大きさやスピン緩和時間の依存性を得ることを目指している。 具体的には、MOS構造を利用したpチャネルの量子ドットを作製し、高速読み出しに使用する単正孔トランジスタを量子ドット...
❏量子スピン情報素子に向けた新構造シリコン量子ドットの開発(26709023)
【研究テーマ】電子デバイス・電子機器
【研究種目】若手研究(A)
【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】小寺 哲夫 東京工業大学, 工学院, 准教授 (00466856)
【キーワード】量子デバイス / スピンデバイス / 量子情報 / 量子ドット / スピン (他8件)
【概要】本研究の目的は、新構造のシリコン量子ドットを開発し、スピンを情報の担い手として用いる量子計算の物理の解明、ハードウェアのための基本技術の実現を行うことにあった。将来的に既存シリコンテクノロジーと量子計算機の融合を目指すものであった。物理としては、シリコン量子ドット構造に特有のスピン緩和要因、バレーやスピンの関与する電子輸送特性を明らかにした。技術としては、Si基板やSi/SiGeヘテロ基板を利用し...
【工学】総合工学：スピン ／量子情報を含む研究件
❏シリコン量子ドット中のスピン状態に関する高速読み出し技術の開発と物理の解明(16F16806)
【研究テーマ】ナノ構造物理
【研究種目】特別研究員奨励費
【研究期間】2016-11-07 - 2019-03-31
【研究代表者】小寺 哲夫 東京工業大学, 工学院, 准教授 (00466856)
【キーワード】量子ドット / 量子デバイス / スピン / 量子情報 / シリコン (他7件)
【概要】本研究の目的は、スピン状態を高速に読み出す技術を開発し、シリコン量子ドット中のスピンコヒーレンスの物理を解明することにある。本研究により、スピン軌道相互作用の大きさを定量的に評価し、さらに電場や磁場に対するスピン軌道相互作用の大きさやスピン緩和時間の依存性を得ることを目指している。 具体的には、MOS構造を利用したpチャネルの量子ドットを作製し、高速読み出しに使用する単正孔トランジスタを量子ドット...
❏量子スピン情報素子に向けた新構造シリコン量子ドットの開発(26709023)
【研究テーマ】電子デバイス・電子機器
【研究種目】若手研究(A)
【研究期間】2014-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】小寺 哲夫 東京工業大学, 工学院, 准教授 (00466856)
【キーワード】量子デバイス / スピンデバイス / 量子情報 / 量子ドット / スピン (他8件)
【概要】本研究の目的は、新構造のシリコン量子ドットを開発し、スピンを情報の担い手として用いる量子計算の物理の解明、ハードウェアのための基本技術の実現を行うことにあった。将来的に既存シリコンテクノロジーと量子計算機の融合を目指すものであった。物理としては、シリコン量子ドット構造に特有のスピン緩和要因、バレーやスピンの関与する電子輸送特性を明らかにした。技術としては、Si基板やSi/SiGeヘテロ基板を利用し...
【工学】総合工学：フォトニツク結晶 ／量子情報を含む研究件
❏半導体チップ上単一光子量子回路の研究(16K06294)
【研究テーマ】電子デバイス・電子機器
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】太田 泰友 東京大学, ナノ量子情報エレクトロニクス研究機構, 特任准教授 (90624528)
【キーワード】単一光子源 / 量子ドット / フォトニック結晶 / 転写プリント / 光集積回路 (他12件)
【概要】本研究では、半導体集積光回路上へ量子ドット単一光子源を集積する技術の開発と同系における量子光学実験を行った。集積技術として転写プリント法を研究し、ナノ共振器光源を光導波路上へ±50nm程度の位置精度で集積することに成功した。また、同構造において99％を超える光源効率を達成可能なことを電磁界計算により明らかにした。半導体ナノ加工技術と転写プリント法を組み合わせて様々な試料を作製し、光回路上での単一光...
❏量子ドット－ナノ共振器結合系における二光子自然放出過程を活用した量子光源(24760037)
【研究テーマ】応用光学・量子光工学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31
【研究代表者】太田 泰友 東京大学, ナノ量子情報エレクトロニクス研究機構, 特任准教授 (90624528)
【キーワード】量子ドット / フォトニック結晶 / 二光子過程 / 非線形光学 / ナノレーザー (他8件)
【概要】量子ドット‐フォトニック結晶ナノ共振器結合系における二光子相互作用の物理およびその応用に関する多くの成果を上げた。特に、レーザ発振および非線形光学波長変換を単一ナノ共振器中で実現する自己周波数変換ナノ共振器レーザを提案・実現した。量子ドットの広帯域ゲインを利用し、ほぼ可視域全体をカバーするマイクロ集積可視ナノレーザアレイを実現した。また、第二高調波発生が光子の量子統計性に依存することを実験理論の両...
【工学】総合工学：システム制御理論 ／量子情報を含む研究件
❏システム制御理論に基づく量子状態変換法の設計理論(15K06151)
【研究テーマ】制御・システム工学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】山本 直樹 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (40513289)
【キーワード】量子メモリ / システム制御理論 / 量子情報 / 量子状態転送・変換
【概要】本研究の目的は、システム制御理論に基づき量子状態変換のための設計理論を構築することである。対象系に応じて次の成果を得た。(1) 多入力多出力線形系について、完全状態転送の必要十分条件と実行プロトコルを明らかにした。また、この成果を量子光スイッチ設計へ応用した。(2) 典型的な無限次元系であるGradient Echo Memory について、必要な入力波形、転送精度の離調依存性などを明らかにした。...
❏デコヒーレンスフリー量子情報処理のためのシステム制御理論(24760341)
【研究テーマ】制御工学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2012-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】山本 直樹 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (40513289)
【キーワード】量子情報 / 制御理論 / 量子系 / デコヒーレンス / デコヒーレンスフリー部分系 (他9件)
【概要】本研究では、主に次の成果が得られた。(１) 量子情報処理の実現に有用な概念である「デコヒーレンスフリー部分系(DFS)」の数理的特徴付けと設計理論を、「連続値線形」の場合に、システム制御理論に基づいて構築することに成功した。(２)フィードバック制御によってDFSを生成する手法を開発した。(３) システム制御理論において非常に重要な概念として利用されている「伝達関数のゼロ点」および「ゼロダイナミクス...
❏線形量子ネットワークのフィードバック制御理論(21760336)
【研究テーマ】制御工学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2009 - 2011
【研究代表者】山本 直樹 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (40513289)
【キーワード】システム制御理論 / 量子力学 / 量子情報 / 量子系 / フィードバック制御 (他8件)
【概要】ネットワークの構成要素がそれぞれ量子系で与えられる「量子ネットワーク」を考察し、ノード間の量子相関を強化するフィードバック制御系の構築法を与えた。とくに、最大の量子相関を生成するシステムの完全な特徴付けを得た。また、スクイズド光を強化する量子制御器の実験的構築に成功した。 ...
【工学】総合工学：量子メモリ ／量子情報を含む研究件
❏システム制御理論に基づく量子状態変換法の設計理論(15K06151)
【研究テーマ】制御・システム工学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】山本 直樹 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (40513289)
【キーワード】量子メモリ / システム制御理論 / 量子情報 / 量子状態転送・変換
【概要】本研究の目的は、システム制御理論に基づき量子状態変換のための設計理論を構築することである。対象系に応じて次の成果を得た。(1) 多入力多出力線形系について、完全状態転送の必要十分条件と実行プロトコルを明らかにした。また、この成果を量子光スイッチ設計へ応用した。(2) 典型的な無限次元系であるGradient Echo Memory について、必要な入力波形、転送精度の離調依存性などを明らかにした。...
❏デコヒーレンスフリー量子情報処理のためのシステム制御理論(24760341)
【研究テーマ】制御工学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2012-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】山本 直樹 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (40513289)
【キーワード】量子情報 / 制御理論 / 量子系 / デコヒーレンス / デコヒーレンスフリー部分系 (他9件)
【概要】本研究では、主に次の成果が得られた。(１) 量子情報処理の実現に有用な概念である「デコヒーレンスフリー部分系(DFS)」の数理的特徴付けと設計理論を、「連続値線形」の場合に、システム制御理論に基づいて構築することに成功した。(２)フィードバック制御によってDFSを生成する手法を開発した。(３) システム制御理論において非常に重要な概念として利用されている「伝達関数のゼロ点」および「ゼロダイナミクス...
❏線形量子ネットワークのフィードバック制御理論(21760336)
【研究テーマ】制御工学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2009 - 2011
【研究代表者】山本 直樹 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (40513289)
【キーワード】システム制御理論 / 量子力学 / 量子情報 / 量子系 / フィードバック制御 (他8件)
【概要】ネットワークの構成要素がそれぞれ量子系で与えられる「量子ネットワーク」を考察し、ノード間の量子相関を強化するフィードバック制御系の構築法を与えた。とくに、最大の量子相関を生成するシステムの完全な特徴付けを得た。また、スクイズド光を強化する量子制御器の実験的構築に成功した。 ...
【工学】総合工学：量子系 ／量子情報を含む研究件
❏デコヒーレンスフリー量子情報処理のためのシステム制御理論(24760341)
【研究テーマ】制御工学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2012-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】山本 直樹 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (40513289)
【キーワード】量子情報 / 制御理論 / 量子系 / デコヒーレンス / デコヒーレンスフリー部分系 (他9件)
【概要】本研究では、主に次の成果が得られた。(１) 量子情報処理の実現に有用な概念である「デコヒーレンスフリー部分系(DFS)」の数理的特徴付けと設計理論を、「連続値線形」の場合に、システム制御理論に基づいて構築することに成功した。(２)フィードバック制御によってDFSを生成する手法を開発した。(３) システム制御理論において非常に重要な概念として利用されている「伝達関数のゼロ点」および「ゼロダイナミクス...
❏線形量子ネットワークのフィードバック制御理論(21760336)
【研究テーマ】制御工学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2009 - 2011
【研究代表者】山本 直樹 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (40513289)
【キーワード】システム制御理論 / 量子力学 / 量子情報 / 量子系 / フィードバック制御 (他8件)
【概要】ネットワークの構成要素がそれぞれ量子系で与えられる「量子ネットワーク」を考察し、ノード間の量子相関を強化するフィードバック制御系の構築法を与えた。とくに、最大の量子相関を生成するシステムの完全な特徴付けを得た。また、スクイズド光を強化する量子制御器の実験的構築に成功した。 ...
【工学】総合工学：量子情報理論 ／量子情報を含む研究件
❏装置不完全性を考慮した量子鍵配送理論(18K13469)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】佐々木 寿彦 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (80734350)
【キーワード】量子情報理論 / 量子鍵配送 / 量子暗号 / 装置不完全性 / 量子情報
【概要】本研究課題では、なるべく性能を犠牲にせずに量子鍵配送の装置モデルをより現実に即するよう拡張し、実験によって確認できるデータを用いて安全性を保証することを目的として研究した。量子鍵配送の装置モデルを拡張する研究は様々あるが、多くのものは解析が簡単になる実験時間が無限の場合の漸近的性能を扱っている。この課題では、実験時間が有限の場合の解析を行ったのが特徴的である。 扱った題材は、光源の厳密な検定方法、...
❏高階量子演算の解析による量子情報処理の研究(17H01694)
【研究テーマ】情報学基礎理論
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】村尾 美緒 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (30322671)
【キーワード】量子アルゴリズム / 量子計算 / 高階量子演算 / 超写像 / 量子プログラミング (他9件)
【概要】関数型量子プログラミングの可能性を探索するために、量子演算を入力として量子演算を出力とする関数である高階量子演算の量子コンピュータ上での実装可能性や実装に必要なリソースを解析した。特に、入力となる量子演算の古典的記述を経ずに、ブラックボックスとして与えられる入力量子演算に対して高階量子演算を直接実行しうる量子情報処理の特性（匿名性）を生かした新たな量子アルゴリズムとして、ユニタリ変換の共役化・転置...
❏量子情報組合せ論に基づく最適化とその量子情報科学基礎拡張の研究(17300001)
【研究テーマ】情報学基礎
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2005 - 2007
【研究代表者】今井 浩 東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 教授 (80183010)
【キーワード】量子情報理論 / Bell不等式 / 組合せ的凸多面体理論 / 最適化 / 量子通信路容量 (他15件)
【概要】本研究では、量子非局所性解析のための組合せ論と量子非局所性の最大破れに関する研究を最適化のアプローチから進め、量子情報幾何空間での計算幾何を展開してこの空間での近接構造を解明し、量子通信路容量計算という最適化問題への適用を行った。また関連する最適化問題に関する代数幾何的研究も進めた。 量子非局所性の解明を進め、古典力学系では表現できない量子的相関について精緻に解析し、量子情報の真の量子性を示すため...
【工学】総合工学：量子力学 ／量子情報を含む研究件
❏対称性の破れを伴う固体中の集団励起モードを用いた量子ハイブリッドシステム(26220601)
【研究テーマ】ナノ構造物理
【研究種目】基盤研究(S)
【研究期間】2014-05-30 - 2019-03-31
【研究代表者】中村 泰信 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (90524083)
【キーワード】量子ハイブリッド系 / 超伝導量子ビット / 量子情報 / 量子計測 / ナノメカニクス (他14件)
【概要】対称性の破れに伴って生じる固体中の巨視的集団励起モードの自由度を単一量子レベルでコヒーレントに制御する手法を開拓した。超伝導回路上の量子状態制御技術をツールとして、他の量子系の量子状態制御を実現する量子ハイブリッド系を構築した。超伝導回路上のマイクロ波伝搬モードの量子状態はもとより、強磁性体中の集団スピン励起であるマグノンモードや、ナノメカニカル素子内の集団原子運動であるフォノンモードなどの量子状...
❏線形量子ネットワークのフィードバック制御理論(21760336)
【研究テーマ】制御工学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2009 - 2011
【研究代表者】山本 直樹 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (40513289)
【キーワード】システム制御理論 / 量子力学 / 量子情報 / 量子系 / フィードバック制御 (他8件)
【概要】ネットワークの構成要素がそれぞれ量子系で与えられる「量子ネットワーク」を考察し、ノード間の量子相関を強化するフィードバック制御系の構築法を与えた。とくに、最大の量子相関を生成するシステムの完全な特徴付けを得た。また、スクイズド光を強化する量子制御器の実験的構築に成功した。 ...
❏ブラックホールと量子情報(15540258)
【研究テーマ】素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2003 - 2006
【研究代表者】細谷 暁夫 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (80028258)
【キーワード】量子計算 / 変分原理 / ユニタリー変換 / 混合状態 / 量子最速方程式 (他22件)
【概要】あたえられた標準的な初期状態から、目的の状態に最短時間で到達するための、(一般には時間に依存する)ハミルトニアンを、一定の制約の中で探す問題を考えた。これは、量子計算の回路の最適な構成、デバイスの最適な設計など実際的な問題であると同時に、一般的に量子系の制御の問題と捉えても興味深い。 この問題を変分原理で定式化するときに、(1)状態変化はシュレーディンガー方程式に従うこと(2)ハミルトニアンは、自...
【工学】総合工学：フィードバック制御 ／量子情報を含む研究件
❏デコヒーレンスフリー量子情報処理のためのシステム制御理論(24760341)
【研究テーマ】制御工学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2012-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】山本 直樹 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (40513289)
【キーワード】量子情報 / 制御理論 / 量子系 / デコヒーレンス / デコヒーレンスフリー部分系 (他9件)
【概要】本研究では、主に次の成果が得られた。(１) 量子情報処理の実現に有用な概念である「デコヒーレンスフリー部分系(DFS)」の数理的特徴付けと設計理論を、「連続値線形」の場合に、システム制御理論に基づいて構築することに成功した。(２)フィードバック制御によってDFSを生成する手法を開発した。(３) システム制御理論において非常に重要な概念として利用されている「伝達関数のゼロ点」および「ゼロダイナミクス...
❏線形量子ネットワークのフィードバック制御理論(21760336)
【研究テーマ】制御工学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2009 - 2011
【研究代表者】山本 直樹 慶應義塾大学, 理工学部, 准教授 (40513289)
【キーワード】システム制御理論 / 量子力学 / 量子情報 / 量子系 / フィードバック制御 (他8件)
【概要】ネットワークの構成要素がそれぞれ量子系で与えられる「量子ネットワーク」を考察し、ノード間の量子相関を強化するフィードバック制御系の構築法を与えた。とくに、最大の量子相関を生成するシステムの完全な特徴付けを得た。また、スクイズド光を強化する量子制御器の実験的構築に成功した。 ...
【工学】総合工学：マイクロ波 ／量子情報を含む研究件
❏超伝導量子回路上のマイクロ波量子光学(18F18799)
【研究テーマ】原子・分子・量子エレクトロニクス
【研究種目】特別研究員奨励費
【研究期間】2018-11-09 - 2021-03-31
【研究代表者】中村 泰信 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (90524083)
【キーワード】Superconducting qubit / microwave / quantum optics / quantum information
【概要】My work in this fiscal year consisted in developing a unidirectional emitter of　microwave photons to a 1D waveguide. This work is of particular interest　regarding the prospect of fabricating 1D quantu...
❏超伝導量子回路上のマイクロ波量子光学とその応用(26247067)
【研究テーマ】原子・分子・量子エレクトロニクス
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2014-04-01 - 2015-03-31
【研究代表者】中村 泰信 東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (90524083)
【キーワード】超伝導 / 量子ビット / 量子光学 / マイクロ波 / 量子情報
【概要】超伝導回路を用いたマイクロ波量子光学の新しい学理の追究と、技術の開発・応用を目指した研究を行った。原子と光子を用いて研究されてきた従来の量子光学にたいして、超伝導回路を用いた人工量子系における量子光学は、その巨視性ゆえパラメータの設計に大きな自由度を持ち、様々な質的に新しい物理現象や技術をもたらし、人工原子としての量子ビットとマイクロ波光子の巨大な相互作用に起因する新たな効果を実証・解明するととも...
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