| 講演名 | 2006-01-27 超伝導を用いた量子ビットの最近の進展 : 見えてきたLC共振量子との相互作用(電子デバイス, 一般) 仙場 浩一, |
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| 抄録(和) | 近年、ナノメートル領域の微細加工技術、希釈冷凍機温度でのマイクロ波測定技術等の発達に伴い、固体素子からなる単一量子系のダイナミックスを測定することが可能となってきた. 従来、原子を用いた研究の独壇場であったこの分野が、固体素子で構成された量子回路を用いた研究にも開放された. 単一モード共振器と相互作用する量子ビット系で「重ね合わせ」や「エンタングルメント」を観測し、さらに一歩進んで、これらを積極的に制御しようという試みが既に始まっている. そのような例として、ここでは超伝導を用いた量子回路に関連した最近の研究の進展について報告する. 従来、強結合条件を実現するために、高いQ値をもつマイクロ波空洞共振器と巨大な電気双極子モーメントで特徴付けられるリドベリー原子を駆使して、S. Haroche率いるENSのグループが行って見せた光子と原子を使ったエンタングルメント制御実験[1]と同様ないわゆるcavity QED実験が、チップ上に作製されたマイクロ波共振回路と超伝導量子ビットを用いて可能となりつつある[2][3]. 単一量子系のダイナミックスの中でも、量子系と真空場の相互作用いわゆる真空ラビ振動の観測は、光と物質の基本的な相互作用を量子1個のレベルで見極めるという見地からも、また量子制御の一里塚としても特に重要であると考えられる. 最後に、私たちのグループが行ったLC共振回路と超伝導磁束量子ビット系で観測された真空ラビ振動の実験[4]について報告する. この方法を発展させ、複数の量子ビットで共通のLC共振回路を共有することにより、LC共振量子を媒介した複数量子ビットのエンタングルメント制御が可能である. |
| 抄録(英) | Superconducting circuit containing Josephson junctions is one of the promising candidates as a quantum bit (qubit) which is an essential building block for quantum computation. A flux qubit is represented by energetically lowest two collective states of macroscopic numbers of Cooper pairs which are linear combination of clockwise and counterclockwise persistent-current states. By replacing an atom with a flux qubit (artificial atom), and a high-Q cavity with an LC-circuit, quantum optics type experiments[1] are possible on a superconductor chip[2][3]. We have observed, for the first time, the vacuum Rabi oscillations in a superconducting flux qubit LC-oscillator coupled system [4]. We have also obtained evidence of level quantization of the LC circuit by observing the change in the oscillation frequency when the LC circuit was not initially in the vacuum state. Sharing a single superconducting LC-circuit with many flux qubits as a quantum information bus, we are able to manipulate separated multiple qubits by a set of microwave pulses. |
| キーワード(和) | 超伝導 / 量子ビット / 共振回路 / 真空ラビ振動 |
| キーワード(英) | superconductivity / qubit / resonator / vacuum Rabi oscillation |
| 資料番号 | SCE2005-29 |
| 発行日 |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | SCE |
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| 開催期間 | 2006/1/20(から1日開催) |
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| テーマ（和） | |
| テーマ（英） | |
| 委員長氏名（和） | |
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| 副委員長氏名（英） | |
| 幹事氏名（和） | |
| 幹事氏名（英） | |
| 幹事補佐氏名（和） | |
| 幹事補佐氏名（英） | |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Superconductive Electronics (SCE) |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 超伝導を用いた量子ビットの最近の進展 : 見えてきたLC共振量子との相互作用(電子デバイス, 一般) |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Recent Progress in the Research of Superconducting Qubit : interaction between a qubit and a quantum of LC-resonator |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 超伝導 / superconductivity |
| キーワード(2)（和/英） | 量子ビット / qubit |
| キーワード(3)（和/英） | 共振回路 / resonator |
| キーワード(4)（和/英） | 真空ラビ振動 / vacuum Rabi oscillation |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 仙場 浩一 / Kouichi SEMBA |
| 第 1 著者 所属（和/英） | NTT物性科学基礎研究所 NTT Basic Research Laboratories, NTT Corporation |
| 発表年月日 | 2006-01-27 |
| 資料番号 | SCE2005-29 |
| 巻番号（vol） | vol.105 |
| 号番号（no） | 575 |
| ページ範囲 | pp.- |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | |