超伝導量子シミュレーション研究チーム

主宰者

主宰者名 Jaw Shen Tsai
学位 Ph.D.
役職 チームリーダー
略歴
1983米国 ニューヨーク州立大学ストーニブルック校 博士学位取得
1983日本電気株式会社 マイクロエレクトロニクス研究所 研究員
2000アメリカ物理学会 フェロー
2001日本電気株式会社 ナノエレクトロニクス研究所 主席研究員
2001理化学研究所 巨視的量子コヒーレンス研究 チーム チームリーダー
2012同 単量子操作研究グループ グループディレクター
2012同 創発物性科学研究センター 量子情報エレクトロニクス部門 巨視的量子コヒーレンス研究チーム チームリーダー
2014同 超伝導量子シミュレーション研究チーム チームリーダー (現職)
2015東京理科大学 教授 (現職)

研究室概要

ジョセフソン接合を含む超伝導量子回路の研究を行っている。この固体素子回路に生ずる量子コヒーレンスは、比較的簡便に制御することが可能である。この量子回路を使った小型の専用アナログ量子シミュレーターの研究を行う。この量子回路を使い、他の制御が比較的困難な量子系をシミュレートする研究を行う。また量子相転移などの巨視的な材料の性質を調べるシミュレーションを研究課題とする。超伝導量子回路の特徴とする設計上の大きな自由度や、局所的量子状態制御・読み出しが比較的簡単にできることを利用し、量子シミュレーション回路や、量子アニーリング回路に抜けた研究を行う。

研究分野

物理学、工学

キーワード

超伝導
ジョセフソン効果
量子コヒーレンス
量子ビット
人工原子

研究紹介

超伝導量子回路を用いたオンデマンド単一光子源

光子をひとつずつ生成し制御することは、量子テクノロジー共振器とその応用にとっての鍵となる要素である。我々は、オンデマンドの単一光子源を、伝送線にじかに接続した超伝導人工原子を用いて実現した。これは一つの磁束型人工原子に非対称に結合した二つの一次元超伝導導波路(半解放空間)で構成される回路である。πパルスを照射された超伝導人工原子は、マイクロ波領域の単一光子を吐き出す。光子の生成効率は約65–80%と比較的高効率であり、その時の周波数は7.75GHzから10.5 GHzまで変調可能である。光子の生成効率は、人工原子の状態制御の精度にも依存していて、この実験ではこの精度は約90%程度であった。単光子の生成は、光子の2次の相関関数におけるアンチ・バンチングの観測により確認された。このような単光子源は、量子情報処理や量子通信、量子計測などへの幅広い応用が期待できる。

単光子源と写真と等価回路図
Z. H. Peng, et al., Nature Communications 7, 12588 (2016)

メンバー一覧

Jaw Shen Tsai

チームリーダー tsai[at]riken.jp R

Yu Zhou

特別研究員

お問い合わせ

〒351-0198

埼玉県和光市広沢2-1

E-mail:
tsai[at]riken.jp

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