[量子機能] 平成28年度採択課題

相川 清隆

真空中の浮揚ナノ粒子に対するレーザー冷凍機の開発

研究者

相川 清隆

相川 清隆

東京工業大学
理学院
准教授

研究概要

原子・分子より原子数が多く、バルク固体より原子数の少ない試料(メゾスコピック系)は、今なお充分に理解・制御がなされていない未開拓領域です。本課題では、メゾスコピック系の物理を探る新しい舞台として、真空中にレーザー捕捉された浮揚ナノ粒子系を開拓します。粒子の重心運動と内部状態とを量子光学に基づいて制御する技術を発展させ、固体における量子制御やナノ粒子を利用した計測に役立つレーザー冷凍機を実現します。

加藤 真也

量子光学技術を駆使した生物系を含んだ散逸と量子の研究

研究者

加藤 真也

加藤 真也

科学技術振興機構
さきがけ研究者

研究概要

本研究では、これまで培われてきた量子光学実験技術とナノフォトニクスデバイスを組み合わせることでこれまでにない量子デバイスを開発します。特に光ファイバーをベースとしたデバイスを応用することで容易に拡張可能な量子系を実現し、生物系とアナロジーを持つような高度な量子系を制御した形で研究する新しい分野を創出します。

桐谷 乃輔

分子/二次元無機膜ヘテロ界面における量子伝導の発現と制御

研究者

桐谷 乃輔

桐谷 乃輔

大阪府立大学
工学研究科
テニュアトラック助教

研究概要

思いのままに材料の界面を構築する技術の確立は、量子機能の探索効率を劇的に向上させ、量子機能開拓および新奇デバイス作成への貢献が期待されます。その実現に向け、本研究では、分子と二次元性の無機膜の境界面における電荷の相互作用に着目します。分子のもつ設計性や相互作用の特異性と、二次元無機膜が示す原子レベルでの平坦性を掛け合わせることで、高い自由度・設計性・制御性を持つ量子界面の実現を目指します。

素川 靖司

極低温ドレスト原子集団の超精密制御による非可換トポロジカル量子現象の探索

研究者

素川 靖司

素川 靖司

自然科学研究機構
分子科学研究所
助教

研究概要

レーザー冷却して作られる極低温原子集団は物性現象を研究する究極かつ理想的なプラットフォームとして注目を集めています。本研究では、原子状態間をレーザー光で超高精度に結合して、着衣状態を精緻に量子制御することで、非可換ゲージ場をキーワードにマクロな多体系で現れる新奇なトポロジカルな量子物性を探索します。さらに高エネルギー物理学との接点を探り、その量子シミュレーションも視野に入れて研究します。

田中 宗

機械学習の高速化を指向した量子アニーリングの研究

研究者

田中 宗

田中 宗

早稲田大学
グリーン・コンピューティング・システム研究機構
主任研究員(研究院准教授)

研究概要

組合せ最適化問題に特化した量子情報処理手法である量子アニーリングの利用範囲を、機械学習処理へ拡大することを目指します。機械学習処理における膨大な計算量を要する部分を量子アニーリングで処理する方法を提案します。更に、量子アニーリング専用マシンの有する高速化性能を活かした機械学習処理の具体的事例を生み出します。これにより、ユビキタス量子社会の前駆となる基盤技術の創生に挑戦します。

根来 誠

スケーラブル分子スピン制御技術の高度化により可能になる量子情報処理の新機能

研究者

根来 誠

根来 誠

大阪大学
先導的学際研究機構
特定准教授

研究概要

本研究提案では、分子中の原子核スピンや電子スピンをqubitとして用いる量子情報処理システムを、グローバルに操作し、高速に初期化する、スケーラブルな制御技術の確立を目指します。これによって、古典力学に従う既存の装置やアルゴリズムでは実現できない高度な機能の実現を目指します。具体的には、量子学習、量子時系列予測、量子ダイナミクスシミュレーション、量子ストレージ、高利得スピン増幅等の機能を実現します。

野口 篤史

表面弾性波を使ったエレクトロメカニクスの量子制御

研究者

野口 篤史

野口 篤史

東京大学
先端科学技術研究センター
特任助教

研究概要

表面弾性波は固体の表面に局在化した音波であって、長い寿命と高い制御性を持っているため、センサーやデバイスとして広く活躍しています。本研究では、この表面弾性波と超伝導量子ビットとが結合した系を実現することで、量子レベルでの表面弾性波の制御や、量子極限で動く表面弾性波デバイスを開発します。さらに、表面弾性波の進行方向の自由度を用いることで新奇な表面弾性波デバイスを実現します。

藤井 啓祐

知的量子設計による量子計算・量子シミュレーションの新機能創出

研究者

藤井 啓祐

藤井 啓祐

大阪大学
大学院基礎工学研究科
教授

研究概要

量子情報実験技術の向上に伴い、量子コンピュータや量子シミュレータで実現される制御された量子ダイナミクスはますます複雑になってきています。この極限的複雑性を利用し、新たな知見を得て、更なる進展を図るためには、システムを賢く設計し、量子の利点を最大限に利用し、その性能を効率よく検証することが求められています。本研究では、これら知的量子設計の理論的基盤を構築し、量子情報処理の新機能の実現に貢献します。

山下 太郎

超伝導位相制御素子によるスケーラブル量子技術

研究者

山下 太郎

山下 太郎

名古屋大学
大学院工学研究科
准教授

研究概要

本研究は、超伝導量子回路の大規模化における主要な技術課題に対して、超伝導スピントロニクスによる新しい位相制御手法を用いて解決し、スケーラブルな量子技術を実現することを目指します。スピンジョセフソン接合を導入した低デコヒーレンスな超伝導量子ビットと極低消費電力な超伝導信号処理回路を組み合わせることにより、真にスケーラブルかつインテリジェントな超伝導量子計算システムの実現に向けた基盤技術を創出します。

山本 直樹

フィードバック増幅による量子機能創出

研究者

山本 直樹

山本 直樹

慶應義塾大学
理工学部
准教授

研究概要

増幅器とくにオペアンプにフィードバックをかけると、無数の有用機能が実現できます。本研究では、この現代エレクトロニクスの基幹方法論の量子版を展開し、量子情報科学に有用な新機能群の設計理論構築を目指します。例えば、量子能動フィルタや量子微分/積分器なる新機能を多数提案し、それらにより、従来性能を超える超伝導量子ビットの高効率測定や、新規量子アナログ-デジタル変換器の実現などが可能となることを示します。

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