内野 瞬

強結合な量子開放系の定式化と冷却原子シミュレータへの応用

グラント番号：JPMJPR2351

研究者

内野 瞬

研究概要

量子多体系における散逸効果の理解は、基礎物理学や量子情報科学において極めて重要な課題です。本研究では非平衡場の量子論に基づき、散逸影響下で強く相互作用する量子多体系の理論的な定式化を行います。そして、構築した理論を冷却原子シミュレータに適用することで、量子物性における新概念の創出を目指します。

衞藤 雄二郎

高輝度量子光源によるフーリエ限界を超えた時間分解ラマン分光

グラント番号：JPMJPR2352

研究者

衞藤 雄二郎

研究概要

時間と周波数に関して光量子揺らぎが強く相関した、百ワット級ピーク強度の高強度パルス対光源を開発します。そして、「超短パルス光源によって可能となる超高速時間分解能」と「狭線幅光源によって可能となる高い波数分解能」という相容れない性質を同時に実現できる非線形ラマン分光法を提案・実証します。それによって、従来技術では観測できない超高速過渡現象における分子構造変化を正確にとらえることが可能になります。

小澤 知己

量子幾何とトポロジーを用いたAMO量子技術の開発

グラント番号：JPMJPR2353

研究者

小澤 知己

研究概要

量子状態のパラメータ空間中での変化を記述するのが量子状態の幾何学的性質やトポロジカルな性質です。本研究では、原子・分子・光（AMO）物理を舞台に、量子状態の幾何・トポロジーを用いた新規な量子技術を理論的に開拓します。特に量子計算機のプラットフォームでの量子状態の制御方法の開発や、量子計測とトポロジカル物性の融合を目指します。並行して量子技術を用いて量子多体系の幾何・トポロジーを明らかにする研究も行います。

笠原 裕一

量子スピン液体における創発準粒子の電気的検出技術の確立

グラント番号：JPMJPR2354

研究者

笠原 裕一

研究概要

物質のもつトポロジーに由来して創発される非可換エニオンは、環境ノイズに強いトポロジカル量子計算の基本要素となる準粒子です。本研究では、非可換エニオンを用いたテクノロジー開拓において必須要素となる、「非可換エニオンの電気的検出技術」を確立します。これにより、トポロジカル量子計算をはじめとする革新的量子制御における基盤技術の開拓を目指します。

佐々木 遼

集積フォノニック回路によるカイラル量子ネットワークの創出

グラント番号：JPMJPR2355

研究者

佐々木 遼

研究概要

マイクロ波素子はその波長の長さゆえに小型化には原理的な限界がありますが、同じ周波数を持つフォノンは波長が非常に短いため、フォノンを利用した素子は小型化・集積化が可能です。本研究では、フォノンの導波路構造を利用した、マイクロ波領域におけるフォノンの集積回路を開発します。回路構造由来の効果により凝縮系や量子系との結合を高めることで、カイラリティを持つ量子フォノニック回路を実現します。

佐藤 拓朗

キラルな分子性物質を舞台にした強相関スピントロニクスの開拓

グラント番号：JPMJPR2356

研究者

佐藤 拓朗

研究概要

本研究では、キラルな対称性を持つ有機超伝導体に着目し、強相関スピントロニクスという新しい学術領域の開拓を目指します。特に、近年発見されたキラル超伝導体における巨大スピン偏極現象の基礎学理を解明し、その量子制御法の基盤確立を狙います。さらに、有機超伝導ヘテロ接合を開発し、そのマクロなコヒーレンスを応用した異種物質間での超長距離スピン伝送を実現することで、新たな量子デバイスを創出します。

Chiu Ching-Kai

Mastering Quantum Complexity: The Path to Scaling and Controlling topological Majorana bound states

グラント番号：JPMJPR2357

研究者

Chiu Ching-Kai

研究概要

本研究では、3次元トポロジカル超伝導体内の渦におけるマヨラナ束縛状態（MBS）について検討します。具体的には、トポロジカル量子コンピューティングのために、MBSの存在の実証、スケーラビリティ、トポロジカルな保護による長寿命性、量子ビットの読み出し、移動制御などに取り組みます。さらにアブリコソフ渦プラットフォームとマヨラナのスピン特性を調べる方法論を開発し、MBSの応用を開拓します。

成田 秀樹

ハイブリッド超伝導体を用いた革新的量子制御技術の創出

グラント番号：JPMJPR2358

研究者

成田 秀樹

研究概要

時間・空間反転対称性が同時に破れた超伝導体を用いて、革新的量子技術に繋がる新奇電子相の開拓を行います。本研究では、強磁性体、超伝導体、重金属を非対称に配置したハイブリッド超伝導体において、位相を制御することでトポロジカル物性の量子制御技術への応用、 テクノロジーへの転換に繋げます。

沼澤 宙朗

強相関系の非平衡開放系ダイナミクスと量子情報

グラント番号：JPMJPR2359

研究者

沼澤 宙朗

研究概要

強相関系の基礎的な模型(SYK模型)の非平衡開放系ダイナミクスを調べることで、非平衡開放系ダイナミクスと量子情報との関連を調べます。また、SYK回路と SYK模型との対応から、量子アルゴリズムと量子物質のダイナミクスの関係を研究します。さらに、環境系と強く相互作用した開放系の例として不純物問題を取り上げ、ブラックホールの物理の知見も援用することで、開放系特有のダイナミクスと量子情報の役割を解明します。

水田 郁

非平衡量子系の物理に基づく汎用大規模量子アルゴリズム

グラント番号：JPMJPR235A

研究者

水田 郁

研究概要

量子計算機の有望な応用先として量子多体系のシミュレートがあります。本研究では、時間周期系などの非平衡量子多体系の理論と量子特異値変換などの量子計算理論を融合し、状態準備など量子多体系のシミュレートを最適に行う量子アルゴリズムを構築します。従来の平衡系を超えた新奇物性現象の舞台である非平衡系の物理を量子計算に反映させることで、将来的に物性物理・量子化学に応用可能な高速・汎用的な計算法の確立を目指します。

横内 智行

新規量子ビット実現に向けた量子スキルミオンの創出

グラント番号：JPMJPR235B

研究者

横内 智行

研究概要

本研究では、スキルミオンの巨視的量子トンネリングの観測により、スキルミオンが量子性を有することを実証する。特に、量子ゆらぎが増大する量子相転移近傍のスキルミオンに焦点を当て、交流磁場や交流電流を用いてスキルミオンのダイナミクスを励起する。そして、その際の緩和時間の温度依存性に基づく議論を通じて、スキルミオンの巨視的量子トンネリングの観測を試みる。

レ ハクホウントゥー

メタオプティクスを用いた単一冷却原子アレイ生成制御

グラント番号：JPMJPR235C

研究者

レ ハクホウントゥー

研究概要

本研究では、光の波長・位相・振幅・偏光特性を独立かつ精密に制御できるメタ原子から成る可変メタオプティクスを用いることで、サブ波長単位で光波面の時空間を極限的に制御することを通じて、原子冷却及び単一原子の捕獲・計測の基盤技術を確立します。そして、最大級のスケーラビリティかつ無欠損な単一原子アレイの実現を目指します。また、MEMS型真空排気技術と統合し、小型冷却原子アレイ生成デバイスの開発も図ります。