大野 圭司

シリコン技術に立脚した室温動作スピン量子ビット

研究代表者

大野 圭司

主たる共同研究者

森 貴洋	産業技術総合研究所 先端半導体研究センター　研究チーム長
森山 悟士	東京電機大学 工学部　教授

研究概要

シリコン中の”深い不純物”には室温においても強く束縛された電子があります。私たちはその電子スピンを用い、室温で動作する量子ビットを開発します。”トンネル電界効果トランジスタ”と呼ばれる構造に深い不純物を導入することで、深い不純物の電子をトランジスタ電極に取り出し、量子ビット状態をトランジスタの電気特性として読み出します。量子ビットの急峻な磁場応答を利用した高感度磁気センサーを開発します。

小関 泰之

量子光源による超高感度分子イメージング

研究代表者

小関 泰之

主たる共同研究者

安井 正人	慶應義塾大学 医学部　教授
山下 真司	東京大学 大学院工学系研究科　教授

研究概要

本研究課題は、研究代表者が独創性をもって研究を進めてきた分子イメージング法である誘導ラマン散乱顕微法に対し、量子光学、レーザー工学、生命科学の融合連携により、その性能を大きく向上させ、小さな生体分子の高感度可視化という世界最先端の基礎研究の推進を図るものです。具体的には以下の3項目の研究に取り組みます。1. 量子増強SRS顕微鏡の原理確認。2. 多波長量子増強SRS顕微鏡。3. 生物学応用。

宗宮 健太郎

量子制御を用いたオプトメカ結合型調和振動子のマニピュレーション

研究代表者

宗宮 健太郎

主たる共同研究者

小森 健太郎	東京大学 大学院理学系研究科　助教
高橋 優樹	沖縄科学技術大学院大学 量子情報物理実験ユニット　准教授
武田 和行	京都大学 大学院理学研究科　准教授
松本 伸之	学習院大学 理学部　准教授

研究概要

光共振器を構成する複数の鏡が輻射圧により相関を持つと、光バネと呼ばれる調和振動子を形成する。光バネは熱的な揺らぎをほとんどもたない振動子であり、微小信号計測のプローブとして活用が期待されている。本研究では、非線形光学結晶やマイクロ共振器を用いて光バネをマニピュレートし、プローブとしての利便性を向上すると共に、量子計測・重力波観測・核磁気共鳴の分野への応用を実現する。本研究は日仏共同提案である。

永長 直人

ナノスピン構造を用いた電子量子位相制御

研究代表者

永長 直人

主たる共同研究者

賀川 史敬	東京工業大学 理学院　教授
十倉 好紀	東京大学 大学院工学系研究科　教授

研究概要

“磁性体中でスピンと結合する電子系が、スピンが作る角度に対応した実効的ベクトルポテンシャル（創発電磁場と呼ぶ）を感じる”、という物理原理に基づき、非共線スピン構造を用いて創発電磁場を、100-1000テスラの強さで、ナノメーター・ナノ秒スケールで操作し、電子の量子位相と運動を制御する。(A)ナノスピン構造を有する物質開発、(B)創発電磁現象の開拓、(C)デバイス開発へ向けた創発電磁機能の開拓、の３つのテーマを推進する。

長谷 宗明

ダイヤモンドを用いた時空間極限量子センシング

研究代表者

長谷 宗明

主たる共同研究者

安 東秀	北陸先端科学技術大学院大学 先端科学技術研究科　准教授
重川 秀実	筑波大学 数理物質系　教授
吉村 雅満	豊田工業大学 大学院工学研究科　教授

研究概要

新規ダイヤモンド光制御技術を基盤とし、フェムト秒領域での分光技術、走査プローブ顕微鏡による原子レベルでの空間分解、ダイヤモンドの精密加工、探針増強ラマン効果による局所物性計測技術を融合し、原子層材料などの新規固体機能素子の評価から蛋白質や細胞の解析までも可能にするマルチプローブ光量子技術、即ち新規ダイヤモンド光機能を用いた時空間極限量子センシング技術を開拓します。

山本 倫久

半導体非局在量子ビットの量子制御

研究代表者

山本 倫久

主たる共同研究者

江藤 幹雄	慶應義塾大学 理工学部　教授
金子 晋久	産業技術総合研究所 物理計測標準研究部門　首席研究員

研究概要

本研究では、電子間相互作用によるデコヒーレンスを受けない準粒子「レビトン」を用いた電子の飛行量子ビットの高精度制御や、離散状態と電子波の結合制御に取り組みます。これらの制御を実現することにより、局在量子ビットのみを用いた大掛かりな量子システムから、非局在量子ビットを用いた効率的なハードウェア構成を持つ多機能な量子システムへと、量子アーキテクチャーのパラダイムシフトを引き起こします。