香取秀俊教授（「量子標準」サブテーマリーダー）が朝日賞を受賞しました。
2012年1月24日
学術、芸術などの分野で傑出した業績をあげ、わが国の文化、社会の発展、向上に多大の貢献をされた個人または団体に贈られる「朝日賞」を、香取秀俊教授（「量子標準」サブテーマリーダー）が受賞しました。
1月27日に東京・日比谷の帝国ホテルで贈呈式が行われます。
関連サイト：
FIRSTサイエンスフォーラム2～若者よトップ科学者と語れ！科学の未来と日本～が開催されます。
2012年1月20日
FIRSTサイエンスフォーラムに続き、高校生などの若者と世界トップクラスの日本の科学者が語り合うフォーラム『FIRSTサイエンスフォーラム2～若者よトップ科学者と語れ！科学の未来と日本～』が開催され、第2回の「科学で日本を元気にしよう！」に、山本喜久先生がご登壇されます。
FIRSTサイエンスフォーラム２～若者よトップ科学者と語れ！科学の未来と日本～
| 主催 | 独立行政法人科学技術振興機構（JST） |
|---|---|
| 後援 | 内閣府、文部科学省、独立行政法人日本学術振興会 |
| 開催日時 | 平成24年2月5日（日）午後2時～午後5時 |
| 会場 | 宮城/東北大学片平さくらホール（宮城県仙台市青葉区片平2-1-1） |
| 参加費 | 無料 |
| 参加者 | 主に高校生や高専生を対象としますが、一般からの参加も受け付けます。 |
| 申込方法 | 下記URLをご参照ください。 http://first-pg.jp/forum/forum2-2nd.html |
11月26日にベルサール秋葉原「大学共同利用機関シンポジウム2011 万物は流転する－宇宙・生命・情報・文化の過去・現在・未来－」が開催され、国立情報学研究所のブース内で量子情報処理プロジェクトが紹介されます。
2011年11月18日
本シンポジウムは大学共同利用機関法人に所属する各研究機関が「知の拠点群」として果たしている研究の現状、研究の推進により拓く科学の広大なフロンティアとして果たす役割について講演およびブース展示により紹介します。
| 日時 | 2011年11月26日（土） 12～17時 入場無料 |
|---|---|
| 場所 | ベルサール秋葉原2階 イベントホール http://www.bellesalle.co.jp/bs_akihabara/ |
| 対象 | 一般市民（学生含む）、マスコミ |
展示目的：
・ブース展示は各研究機関を広く一般の方々に知っていただくことを目的としているため、わかりやすくそして知的好奇心を刺激する内容を期待します。そのために書く研究機関の主として目指すものを含め、得意とするものをアピールした、見やすくインパクトのあるブース展示をお願いします。内容によっては、説明員が必要となるケースもあります。
関連サイト：
レアメタルフリー、大電気容量の有機分子スピンバッテリーの開発
2011年10月24日
大阪大学の森田靖准教授と大阪市立大学の工位武治特任教授（サブテーマ：「スピン量子コンピューター」）らの研究グループは、既存のリチウムイオン電池の電気容量（150-170Ah/kg）を大きく超える（1.3～2倍）、レアメタルフリ―の有機分子スピンバッテリーを開発し、その最新の成果が2011年10月17日午前2時（日本時間）Nature Materialsの電子版・オンライン速報版に掲載されました。
＜研究成果の概要＞
既存の充放電可能な電池（二次電池）のうち、最も高性能を誇るリチウムイオン電池は、正極活物質にレアメタルを含むコバルト酸リチウムを不可欠としているため、資源価格と発火などの安全性の問題に直面してきた。本研究グループは、2002年に有機スピン分子を正極活物質に活用し、正極にレアメタルを使わないレアメタルフリーの二次電池（バッテリー）の設計理論を初めて提唱して、今回バッテリーの大電気容量化と高いサイクル特性をあわせて可能にする新しい理論を構築した。
理論によると、分子の量子的性質を制御する上で最も重要なフロンティア分子軌道（故福井謙一博士（1981年ノーベル化学賞）の量子化学理論）に縮重性（エネルギーが等しい量子状態が複数存在する性質）をもたせ、かつ充電・放電過程において電気エネルギーを運ぶ電子がこれらの軌道をかならず占めるようにバッテリーを設計すると、電気容量を一挙に倍増できる。有機分子特有のテーラーメイド設計によって、グラフェンのフラグメント構造をもつトリオキソトリアンギュレン（図参照）を基本骨格とする複数の新規な有機スピン分子を合成し、大電気容量のレアメタルフリーのバッテリーを製作して、理論を実証した。なお、本研究グループでは、安定な有機スピン分子をテーラーメイド的に設計し、量子ビットのリソースとして利用してきた。
自動車産業界をはじめとする産業界では、リチウムイオン電池の急速な普及にともない、レアメタルの資源価格の高騰と資源獲得競争が激化しており、その解決に向けた先端技術開発に、国内の産業界は無論、先進各国がしのぎを削っている中、バッテリー設計にパラダイムシフトを与える成果として注目される。
図. 6OPO、(t-Bu)3TOT、および Br3TOT の化学構造式と、量子化学計算から求めたフロンティア分子軌道のエネルギー準位図。TOT誘導体は、フロンティア軌道SOMOと縮重した二個のフロンティア軌道LUMOをもつ。また、Br3TOT は、臭素基の導入により分子軌道エネルギー準位が大きく低下しており、置換基の導入によるフロンティア分子軌道エンジニアリングの効果が明確に分かる。なお、6OPOは、縮重性LUMOをもたない。実際の有機スピンバッテリー開発の第2段階設計では、結晶構造の制御が問題となるが、「多中心結合」力を利用した、結晶エンジニアリングを施す。この「多中心結合」は、π共役系炭素原子間などに多中心的に働く力で、新しい化学結合様式として最近注目を集めており、6POP系で初めて見出された。
量子メモリーの原理実験に成功
－ダイヤモンドと超伝導量子ビットを直接組み合わせたハイブリッド系の量子状態制御に世界で初めて成功
2011年10月13日
日本電信電話株式会社（以下、NTT、東京都千代田区、代表取締役社長：三浦 惺）と国立大学法人大阪大学（以下、大阪大学、大阪府吹田市、総長：平野 俊夫）、大学共同利用機関法人 情報・システム研究機構 国立情報学研究所（以下、NII、東京都千代田区、所長：坂内 正夫）は、超伝導人工原子（以下、超伝導量子ビット）とダイヤモンド結晶中のスピン集団（窒素不純物と空孔とから成るNV中心数千万個）を組み合わせたハイブリッド系を作り、エネルギー量子1個を交換する量子もつれ振動をコヒーレントに制御することに世界で初めて成功しました。
これは、超伝導量子ビットの重ね合わせ状態をダイヤモンド結晶中のNVスピン集団へ保存した後に再び読み出せることを意味しており、量子通信や量子情報処理に欠く事のできない、任意の量子状態を保存可能な量子メモリーの実現にとって、ダイヤモンドが極めて有望な候補であることを実証したものです。
本研究成果は、英国科学誌 Nature(ネイチャー）10月13日号に掲載されます。
関連サイト：
第13回 量子情報 関東Student Chapter 開催のお知らせ
2011年10月4日
| 期日 | 2011年11月10日(木) |
|---|---|
| 会場 | 国立情報学研究所 ミーティングルーム2009,2010. http://www.nii.ac.jp/access/ |
| 参加登録 | http://quangaroo.web.fc2.com/regist.html |
| 登録締め切り | 2011年11月02日(水) |
| 参加費 | 無料（懇親会を除く） |
| 参加定員 | 無し |
| 企画時間割 | 13:45-14:00 受付 14:00-14:10 開会の挨拶 14:10-15:10 講演会 講演1 15:30-16:30 講演会 講演2 16:30-18:30 ポスターセッション 19:00-21:00 懇親会 |
各企画の詳細や参加登録については量子情報関東Student ChapterのWeb Pageをご覧ください。
量子情報関東StudentChapter
| 第13回世話人 | 高口大樹（総合研究大学院大学 根本研究室 M2） |
|---|---|
| 運営委員代表 | 杉山 太香典 (東京大学 村尾研究室 D2) |
| 共催 |
|
本文記載以外の事柄に対しても質問・要望などありましたら
- までご連絡下さい。
量子コンピューターの新原理を考案
2011年10月3日
国立情報学研究所・山本喜久教授のグループにて、量子コンピューターを実現する新しい計算原理が考案されました。新しい原理は、光回路に解きたい問題を組み込んだのち、レーザー光を入れると、レーザー光が光回路に合う状態に変わって答えが出るという仕組み。計算する条件が多数になり、数学的にも効率的に解きにくい難問とされる「NP完全問題」にも対応できるものです。
新原理に使うレーザー光源や検出器などは、光通信技術ですでに商用化されています。室温で動作するものだけを使い冷却といった操作も不要なので、消費電力も少なくできます。これまでの量子コンピューターは、量子状態が同時に2つありえる「重ね合わせ」や、離れた量子でも互いにつながって影響し合う「量子もつれ」などを利用したものを想定し研究が進められていました。これらの方式では、複数の入力に対して同時に計算できるものの、量子を制御するのが難しいという課題がありました。
関連記事が「日経速報ニュース」（9月18日22:14）、「日本経済新聞」（9月19日付朝刊11面）に掲載されました。
関連文献：Optics EXPRESS（Published: August 31, 2011）
第11回 関西スチューデントチャプター開催のお知らせ
2011年9月27日
| 場所 | 大阪大学 基礎工学研究科 J棟1階 共用セミナー室 |
|---|---|
| 日時 | 2011年10月14日(金曜日） 13:20～ |
| プログラム | 1．講演 （13:30－15:30） 講演者 沙川貴大氏 「量子情報処理における非平衡統計力学」 講演者 吉原文樹氏 「超伝導量子ビットの色々なお話」 |
| 2．研究室見学（15:30－17:00） 北川研究室：J棟地下1階 |
|
| 懇親会 | 阪急石橋周辺にて（18:00－） |
詳細は、関西スチューデントチャプターのWebsiteにてご確認ください。
量子暗号に用いる長距離通信網に道、量子中継器用の素子開発
2011年9月21日
国立情報学研究所・山本喜久教授のグループにて、理論上、盗聴が不可能とされる長距離の量子暗号通信に使う量子中継器用の基本素子が開発されました。量子中継器が実現すればインターネットのように大規模な量子通信網を構築でき、量子暗号を使って絶対に安全な情報を海外の複数の場所に同時に送れるようになります。8月28日ネイチャー・フィジックス電子版に関連論文が掲載されました。究極の暗号といわれる量子暗号は、国内外で通信実験が進められており実用化が期待されています。ただ現在は中継器がなく、最大でも200キロメートル先の1人にしか情報を送れません。今回はガリウムヒ素量子ドット中のホールスピンを使い、雑音を減らしてより正確に中継できる素子を開発しました。暗号をやり取りする為の基本性能は確認済で、この素子を数百～数千個並べれば量子中継器本体になると考えられます。
関連する記事が「日本経済新聞」（8月29日付11面）及び「日経産業新聞」（9月1日付11面）に掲載されました。
関連サイト：
古澤明先生（サブテーマ：「量子通信」）が量子光学・量子情報科学の分野での共同研究を通じて大学の発展に貢献したことから、チェコのPalacky大学から表彰状とメダルを授与されました。
2011年8月24日
詳細は、古澤研究室のＨＰをご覧ください。
極低温の原子気体を用いて物質の新しい量子状態を作り出すことに成功
～量子シミュレーター実現への道をひらく～
2011年8月19日
高橋義朗 理学研究科教授、素川靖司 同大学院生らの研究グループは、日本電信電話株式会社（以下 NTT）との共同研究で、レーザー光を用いて作成した人工の
結晶の中に極低温の原子気体（図1）をとどめることで、これまで存在していなかった物質の新しい量子状態を作り出すことに世界で初めて成功しました。
本研究成果は、極低温にまで冷却された原子の状態を非常に高い精度で制御、観測することを可能とするだけでなく、物質の性質を決める原理の解明に向けた量子シミュレーターの実現に大きな役割を担うことが期待されます。
なお、本研究成果は、英国科学雑誌Nature Physics（ネイチャー・フィジックス）に8月1日（ロンドン時間）に掲載されました。
【論文名】
Interaction and filling-induced quantum phases of dual Mott insulators of bosons and fermions
相互作用と占有数に誘起されたボソンとフェルミオンの2つのモット絶縁体の量子相
◇研究の背景および役割分担
近年、光格子と呼ばれる人工の結晶をレーザー光で作る技術が確立し（図2）、物質が低温で示す特異な性質を極低温の原子気体を使って調べようとする研究が注目を集めています。京都大学とNTTでは、それぞれの強みを生かし、共同で極低温原子気体の研究を行ってきました。
京都大学では、観測するのに適したイッテルビウムという原子を極低温にまで冷却できる優れた技術をもち、NTTでは、数万個にも及ぶ原子が光格子の中で複雑に運動する様子を効率よく解析できる独自の優れた数値計算技術をもっています。光格子中のイッテルビウム原子の状態を超高精度に制御・観測する実験を京都大学が実施し、その京都大学の実験に対する精密な理論計算をNTTが行うことで、世界に先駆けた研究が実現しました。
◇研究の成果
今回、イッテルビウム原子に含まれる異なる同位体を極低温にまで冷却して光格子の中にとどめ、通常の物質系では存在しなかった新しい量子状態を作り出すことに世界で初めて成功しました。量子力学では、すべての粒子はボース粒子（ボソン）とフェルミ粒子（フェルミオン）と呼ばれる性質が異なる2種類の粒子に区別されます（図3）。今回、イッテルビウム原子の豊富な同位体を利用して、ボソンとフェルミオンを光格子の中で混合させました。その結果、ボソンとフェルミオン間に働く相互作用および混合させる数に応じて、多様な量子状態が実現することを明らかにしました。特に、ボソンとフェルミオンが格子点上に1個ずつランダムに入り混じった混合モット絶縁体や、複数のボソンとフェルミオンが合わさって一つの粒子のようになった複合粒子状態は、今回の研究で確認された新しい量子状態です（図4）。
◇今後の展開
今回見出された極低温原子気体の新しい量子状態は、温度をさらに下げることで多様性に富んだ秩序状態に移り変わっていくと考えられています。この秩序状態がどのようなメカニズムで出現するのかを解明することは、物質系の秩序状態である磁性や超伝導などの研究に大きな進展をもたらすことが予想されます。今後は、原子気体を冷却する技術をさらに発展させ、物質の性質を決める原理の解明に向けた量子シミュレーターの実現を目指します。さらに将来的には光格子を量子コンピュータへの応用を可能とするため、原子の制御・観測方法の開拓を目指します。
関連サイト：
- nature physics
http://www.nature.com/nphys/journal/v7/n8/full/nphys2028.html - Nature Physics誌のnews& viewsで取り上げられました。
http://www.nature.com/nphys/journal/v7/n8/full/nphys2059.html - 京都大学HP
http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/news_data/h/h1/news6/2011/110728_1.htm - 京都新聞（8月16日付 京都新聞 8面）
図1: ●真空容器内のイッテルビウム原子気体
写真中央の緑色の小さな点が波長556ナノメートルの緑色光を出して発光しているイッテルビウム原子の気体を表しています。原子気体は数ミリメートルのサイズです。
図2: ●光格子とは
極低温の原子気体に対向的にレーザー光を照射させ、光の干渉により光格子と呼ばれる周期的な構造を作成します。
光格子ではレーザー光の強さにより、原子の動きを制御できます。
図3: ●ボソンとフェルミオンとは
絶対温度のゼロ度（絶対零度）ではボソンとフェルミオンは全く異なった状態になります。
ボソンではすべての粒子が最低のエネルギー状態に落ち込んだ状態になります。一方、フェルミオンでは粒子数に応じて低いエネルギー状態から順に占有されていきます。ボソンとフェルミオンのこのような性質の違いが極低温での物性に大きな影響を与えることが知られています。
図4: ●新しい量子状態
シンポジウム「光コムによる分光学の革命」のお知らせ
2011年8月18日
| 日時 | 2011年9月26日（月）10：00～ |
|---|---|
| 場所 | つくば市、産総研共用講堂2F大会議室（ポスターセッションは1Fホワイエ） |
| 申込締切 | 2011年8月31日（水） |
| 講師 | S. A. Diddams (NIST), N. Picque (MPQ), N. R. Newburry (NIST), K. C. Cossel (JILA) |
| 詳細 | http://www.nmij.jp/~time-freq/wavelgt-std/comb_sympo_2011j.html |
スピン量子コンピューターサブテーマミーティング開催のお知らせ
2011年8月10日
| 開催日時 | 2011年8月18日（木）13:00 - 16:15 |
|---|---|
| 開催場所 | 大阪市立大学 杉本キャンパス 理学研究科棟会議室 |
| 簡単なプログラム | 13：00 - 13：05 幹事挨拶（工位） 13：05 - 13：45 樽茶先生 13：45 - 14：25 北川先生 （休憩） 14：35 - 15：15 関口先生（伊藤先生代理） 15：15 - 15：55 工位 15：55 - 16：15 全体質疑 他サブグループメンバーとの共同研究について ミーティング終了後、ラボツアー（希望者のみ） |
| この回の幹事 | 大阪市立大学 工位先生 |
| 申し込み方法 | 8月11日（木）までリサーチマップ内「量子情報処理プロジェクト」コミュニティで参加者を募集しておりますのでご興味のある方は、ご登録下さい。 http://researchmap.jp/ |
半導体量子効果と量子情報の夏期研修会開催のお知らせ
2011年8月10日
半導体量子構造とスピン・電荷の量子状態操作は、量子情報処理において重要な分野です。今後の発展にはより高度な量子状態制御技術の確立や新概念によるブレークスルーが不可欠です。そこで半導体中の量子効果と電気的操作とその検出、さらに量子情報への応用に焦点を当て、本研究プログラムの中で関連する研究を牽引する研究者が最新の研究成果を、学生や若手研究員にもわかりやすく紹介し、議論を行う研修会を開催します。本会が先端研究技術の交換や新しい研究アイディアを生み出す機会になることを期待します。
| 日程 | 平成23年8月28日（日）～30日（火） |
|---|---|
| 場所 | 八ヶ岳ロイヤルホテル |
| 主催 | 最先端研究開発支援プログラム「量子情報処理プロジェクト」 なお発表は英語を予定しています。 |
| 参加定員 | 40名（人数に達し次第打ち切ります） |
| 本件問合せ先 | 東京大学樽茶研究室 03-5841-6835 大岩 顕 （講師）： 澤田 真理子 （秘書）： |
6500万年にわずか1秒の誤差！ 光格子時計の精度を世界で初めて光ファイバで結び実証
～ NICTと東京大学が、16桁の高精度を実現 ～
2011年8月4日
独立行政法人情報通信研究機構（以下「NICT」、理事長：宮原 秀夫）と国立大学法人東京大学（以下「東大」、総長：濱田 純一）は、それぞれが独自に開発を行ってきた「光格子時計」＊1を60kmの光ファイバ（NICT：東京都小金井市－東大：本郷キャンパス) で結び、双方の時計で生成される周波数の比較実験を行いました。その結果、これらの光格子時計が6500万年に1秒の精度で一致した時を刻むことを確認し、光格子時計により、16桁に到達する高い精度が実現できることを世界で初めて実証しました。 同時に、これら2地点における標高差56ｍに起因する一般相対論的重力シフトをリアルタイムで検出しました。
この成果は、応用物理学会英文速報誌「Applied Physics Express」に8月4日（木）オンライン公開＊2されました。
＊1 光格子時計
2001年に東京大学工学系研究科の香取秀俊准教授(当時)によって提案され、2005年に実現された新しい光原子時計の方式。
光を用いて空間内に格子状に位置する場所に原子が固定された状態を作り、スペクトルの不確定性を大幅に減少させる技術を用いています。
＊2 掲載論文
応用物理学会速報誌 「Applied Physics Express」 Vol. 4 (2011) No.8 Article No: 082203
http://apex.jsap.jp/link?APEX/4/082203/
2011年8月1日（月） 山本喜久先生 市民講座のお知らせ
「新しい情報社会の扉を開く量子技術 量子コンピュータは本当に実現できるのか？」
2011年7月21日
【概要】
現代コンピュータの基本概念は、第2次世界大戦中にドイツが使用していた暗号Enigma を解読するために発明されました。以来70年間、一貫してこの基本思想に基づいて進化を続けてきた現代コンピュータにも弱点があります。これを克服するため、量子力学という全く新しい概念に基づく未来コンピュータの開発競争が世界中で行われています。その研究開発の最前線を紹介します。
| 日時： | 2011年8月1日（月）18：30～19：45（講義・質疑応答） |
|---|---|
| 場所： | 国立情報学研究所 学術総合センター2階中会議場 |
※文字通訳有り
※入場無料
詳細は、下記websiteまで。
「磁化ベクトルを光で制御・量子情報処理技術へ応用」五神・東大教授らの研究グループが成功
2011年7月21日
五神真先生（サブテーマ：「アナログ量子コンピューター/量子シミュレーション」）の研究グループは、磁化を制御する光パルスとして偏光の異なる2つの光パルス（偏光ねじれダブルパルス）を用いることにより、磁化の振動の軌跡を平面内で自在に制御する方法を考案、実験的に示すことに成功しました。
この成果は、「科学新聞」7月1日号の4面に掲載されました。
香取秀俊先生（「量子標準」サブテーマリーダー）が2011年フィリップ・フランツ・フォン・ジーボルト賞を受賞しました。
2011年7月19日
2011年のフィリップ・フランツ・フォン・ジーボルト賞が、東京大学大学院 工学系研究科 香取秀俊教授（「量子標準」サブテーマリーダー）に贈られました。
同賞は、日本とドイツ連邦共和国における文化および社会のよりよい相互理解に貢献し、学問上すぐれた業績をあげた、50歳未満の日本人研究者 に授与されます。賞はアレクサンダー・フォン・フンボルト財団の年次大会で、ドイツ連邦共和国大統領より授与されました。
関連サイト：
Alexander von Humboldt Stiftung/Foundation http://www.humboldt-foundation.de/web/jahrestagung-fotos-2011-2.html
「励起子のボース・アインシュタイン凝縮体への転移」
五神・東大教授らの研究グループが観測に成功
2011年7月11日
五神真先生（サブテーマ：「アナログ量子コンピューター/量子シミュレーション」）の励起子のボース・アインシュタイン凝縮体への転移に関する論文が、「ネイチャー・コミュニケーションズ」（5月31日付）に掲載され、その論文に関する記事が「マイコミジャーナル」（6月2日付）及び「科学新聞」6月17日号の4面に掲載されました。
“Transition to a Bose–Einstein condensate and relaxation explosion of excitons at sub-Kelvin temperatures”
Kosuke Yoshioka, Eunmi Chae, & Makoto Kuwata-Gonokami
Nature communications 2:328, DOI: 10.1038/ncomms1335
関連サイト：
nature COMMUNICATIONS http://www.nature.com/ncomms/journal/v2/n5/full/ncomms1335.html
マイコミジャーナル http://journal.mycom.co.jp/news/2011/06/02/048/index.html
東京大学プレスリリース http://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/2011/14.html
東北大学 小坂研究室 博士研究員募集のお知らせ
2011年7月1日
東北大学 小坂研究室では博士研究員を募集しています。
募集内容詳細につきましては、添付の資料をご参照の上直接お問い合わせ先までご連絡下さい。
人工格子中でd波ボーズアインシュタイン凝縮体を初めて実現
―半導体チップ上の量子シミュレーション実験に成功―
2011年6月20日
情報・システム研究機構 国立情報学研究所（以下NII、所長：坂内 正夫）の山本 喜久 教授とそのグループは、内閣府 最先端研究開発支援プログラム「量子情報処理プロジェクト」の支援を受け、半導体チップ上に構成されたマイクロ共振器デバイスを用いて、d波ボーズアインシュタイン凝縮体を実現することに初めて成功しました。
本最先端プロジェクトでは、理論的にも数値的にも解析困難な数学、物理学、化学上の難問を解くことの出来る量子シミュレーターの開発を、目標の一つにしています。今回の成果は、半導体マイクロ共振器中に2次元正方格子を持つデバイスを開発し、その中で生成された励起子ポラリトンのボーズアインシュタイン凝縮体を用いて、銅酸化物高温超伝導体などを実現していると言われるd波凝縮体を世界で初めて人工的に実現しました。
これまで、現実の物質に対する限られた実験手段によってのみ研究されてきたd波凝縮体ですが、今後はこの人工格子に基づく量子シミュレーターを用いて、その特性・発現機構がより一層明らかにされ、新たな物性現象の発見に繋がるものと期待されました。
この成果は、平成23年6月19日(日)（英国時間）発刊の「Nature Physics」誌（電子版）に掲載されます。
掲載論文名：“Dynamical d-wave condensation of exciton–polaritons in a two-dimensional square-lattice potential”
(Na Young Kim, Kenichiro Kusudo, Congjun Wu, Naoyuki Masumoto, Andreas Löffler, Sven Höfling, Norio Kumada, Lukas Worschech, Alfred Forchel and Yoshihisa Yamamoto)
関連サイト：
Nature Physics http://www.nature.com/nphys/journal/vaop/ncurrent/full/nphys2012.html
図1: 半導体サンプルの概念図。AlAs/AlGaAs半波長半導体膜により形成されるマイクロ共振器中に、1層に4つのGaAs量子井戸が埋め込まれた量子井戸層が3層埋め込まれている。表面には、正方格子を形成する金属パターンを作りこんでいる。
日本科学未来館にて、「TOP OF THE TOP! 世界の頂点をめざす研究者30名」展が開催されます。
2011年6月9日
FIRST（最先端研究開発支援プログラム）で全国から選び出された研究者30名について、30枚のパネル展示でわかりやすく解説します。
本プログラムの中心研究者、山本喜久先生も紹介されていますので、ぜひご覧ください。
また、2月～3月にかけて（独）科学技術振興機構主催で行われた「FIRSTサイエンスフォーラム」のページでは、山本先生の紹介と、先生からのメッセージムービーがご覧頂けます。ぜひ一度ご覧下さい。
関連サイト：
日本科学未来館 http://www.miraikan.jst.go.jp/spevent/topoftop/index.html
FIRSTサイエンスフォーラム http://first-pg.jp/
量子通信サブテーマミーティング開催のお知らせ
2011年6月3日
| 開催日 | 平成23年6月17日（金）11：00～15：00（12：00～13：00はお昼休み） |
|---|---|
| 開催場所 | 東京大学 本郷キャンパス 工学部6号館 1階中会議室（107号室） |
| 簡単なプログラム | 井元「阪大グループの研究紹介と予定」 佐々木「NICTグループの研究紹介と予定」 古澤「東大グループの研究紹介と予定」 小坂「東北大グループの研究紹介と予定」 討論 |
| この回の幹事 | 幹事：東京大学古澤先生・良川様 |
| 申し込み方法 | 6月10日（金）までリサーチマップ内「量子情報処理プロジェクト」コミュニティで参加者を募集しておりますのでご興味のある方は、ご登録下さい。 http://researchmap.jp/community/community/ |
東京大学 樽茶・大岩研究室 ポスドク募集のお知らせ
2011年5月11日
東京大学 樽茶・大岩研究室ではポスドクを募集しています。
募集内容詳細につきましては、添付の資料をご参照の上直接お問い合わせ先までご連絡下さい。
佐々木雅英先生（「量子通信」グループ）のグループメンバー武岡正裕さん（NICT・総務省 情報通信国際戦略局）が、「平成23年度科学技術分野の文部科学大臣表彰 若手科学者賞」を受賞しました。
2011年5月9日
平成23年4月11日に文部科学省より「平成23年度科学技術分野の文部科学大臣表彰」の受賞者が発表され、本プロジェクトサブテーマ「量子通信」グループの佐々木雅英先生（NICT)のグループメンバーである武岡正裕さんが、萌芽的な研究、独創的視点に立った研究等、高度な研究開発能力を示す顕著な研究業績をあげた40歳未満の若手研究者を対象とした若手科学者賞を受賞しました。
関連サイト：文部科学省 文部科学大臣表彰
http://www.mext.go.jp/
http://www.mext.go.jp/b_menu/houdou/23/04/1304367.htm
Surface code 量子誤り訂正に関するチュートリアル・ワークショップ（2011年2月23日・24日開催）の模様をビデオで公開中です。
2011年5月9日
Surface code 量子誤り訂正に関するチュートリアル・ワークショップ
FIRST/Quantum Cybernetics/CREST Joint 1.5-day Surface Code Quantum Error Correction Tutorial/Workshop
| 日時 | 2011年2月23日（水）10:00-17:00, 24日（木）10:00-12:00 |
|---|---|
| 場所 | 大阪大学豊中キャンパス・基礎工学研究科 |
| 担当者 | Rodney Van Meter（慶應義塾大学）、北川勝浩（大阪大学） |
| 講師 | 永山翔太、Rodney Van Meter、Clare Horsman （慶應義塾大学） |
ワークショップの様子は下記URLからご覧下さい。
http://www.soi.wide.ad.jp/class/20110030/
古澤明先生（「量子通信」グループ）のグループのHugo Benichiさん（東大・古澤研・D3）がMaiman Outstanding Student Paper Competitionにおいて、First Prizeを獲得しました。
2011年5月9日
Maiman Outstanding Student Paper Competitionは、レーザーの発明者であるTheodore Maimanの功績を記念して、2008年に創設された光学・フォトニクス分野で世界最大の学生表彰です。アメリカ光学会（OSA）が主催する光学・フォトニクス関係の国際学会であるCLEOに投稿された論文で、学生が筆頭著者のものの中から選ばれます。まず、23カテゴリーから1名ずつ計23名がSemi Finalistに選ばれ、さらにその中から3名がFinalistに選ばれます。3名のFinalistには非公開のプレゼン審査が行われ、First Prizeが選出されます。
Hugo Benichiさんは、
“Quantum Teleportation of Schroedinger’s Cat Wavepackets of Light”
というタイトルで、見事First Prizeを獲得しました。
関連サイト：OSA Foundation
http://www.osa-foundation.org/highlights/
古澤明先生（サブテーマ：「量子通信」）グループのシュレーディンガーの猫状態の量子テレポーテーション成功に関する論文が、Scienceに掲載され、それに関するPhilippe Grangierによる解説が、同じ号の"Perspective"に掲載されました。
2011年5月9日
"Teleportation of Nonclassical Wave Packets of Light"
Noriyuki Lee, Hugo Benichi, Yuishi Takeno, Shuntaro Takeda, James Webb, Elanor Huntington, and Akira Furusawa Science 15 April 2011: 330-333.
http://www.sciencemag.org/content/332/6027/313.summary
関連サイト：Science
http://www.sciencemag.org/
関連サイト：ロシア国営テレビ
http://www.vesti.ru/doc.html?id=452675&cid=9
http://news.rambler.ru/9921259/
国際会議情報：International Conference on Quantum Information Processing and Communication (QIPC) 2011
2011年4月28日
| 日程 | 2011年9月5日（月）～9日（金） |
|---|---|
| 場所 | ETH Zurich, Swiss |
| 申込方法 | www.qipc2011.ethz.ch |
| 申込締切 | 2011年5月15日（日） |
海外スクール情報：QIPC 2011 School
2011年4月28日
| 日程 | 2011年9月2日（金）～4日（日） |
|---|---|
| 場所 | Berghaus Diavolezza, Swiss |
| 申込方法 | www.qipc2011.ethz.ch |
| 申込締切 | 2011年5月15日（日） |
本プロジェクトのサブテーマ「量子標準」のグループリーダー香取秀俊先生の論文が、Nature Photonicsで「注目のハイライト」として紹介されています。
2011年4月26日
極めて安定な光格子時計
Extremely stable optical lattice clocks
Nature Photonics, 2011年04月04日
17桁目を平均化時間15分で決定できる極めて安定で正確な光格子時計がNature Photonicsで報告されている。。。
この先の記事はネイチャーアジア・パシフィックへ登録の上お読みいただく事ができます。
http://www.natureasia.com/japan/nphoton/press_releases/details.php?id=1198
関連サイト：Nature Photonics
http://www.nature.com/nphoton/index.html
香取秀俊先生（「量子標準」グループリーダー）が「平成23年度科学技術分野の文部科学大臣表彰 科学技術賞」を受賞しました。
2011年4月25日
平成23年4月11日に文部科学省より「平成23年度科学技術分野の文部科学大臣表彰」の受賞者が発表され、本プロジェクトサブテーマ「量子標準」グループリーダーの香取秀俊先生（東大）が、顕著な功績をあげた者を対象とした科学技術賞を受賞いたしました。
文部科学省では、科学技術に関する研究開発、理解増進等において顕著な成果を収めた者について、その功績を讃えることにより、科学技術に携わる者の意欲の向上を図り、もって我が国の科学技術水準の向上に寄与することを目的とする科学技術分野の文部科学大臣表彰を定めています。
関連サイト：文部科学省 文部科学大臣表彰
http://www.mext.go.jp/
http://www.mext.go.jp/b_menu/houdou/23/04/1304367.htm
単一光子が作る単一電荷とスピンの検出に成功
― 量子情報のネットワーク化へ道 ―
2011年4月8日
最先端研究開発支援プログラム（FIRST）「量子情報処理プロジェクト」（研究支援担当機関：国立情報学研究所[所長：坂内 正夫]、代表研究者：山本喜久 国立情報学研究所/スタンフォード大学教授）における共同提案者 樽茶 清悟（たるちゃせいご）（東京大学[総長：濱田 純一]大学院工学系研究科教授）とそのグループは、単一光子が生成した単一電子を電気的に制御された量子ドット中に捕捉し、かつ自在に外部へ取り出す技術を開発しました。さらに捕捉された単一電子のスピンを、その状態が失われる前に検出できることを確認することに初めて成功しました。この成果は、スピン量子素子において、単一光子と単一電子スピンの間で量子状態の変換とその検出が可能であることを示しており、この手法によって単一光子－単一電子スピン間の量子状態転写を実現し、量子インターフェースの開発へ展開する重要な成果と位置づけられます。
量子情報処理は、次世代の高度情報化社会を支える基盤技術の一つで、超並列処理を可能にする量子コンピュータや、絶対に安全な暗号通信、それらを結ぶ量子ネットワーク技術など、情報通信にとって革新的なパラダイムを切り開く研究分野です。
この成果は、平成23年4月8日(金)（米国時間）発刊の「Physical Review Letters」誌（電子版）に掲載されます。
掲載論文名："Single-shot detection of electrons generated by individual photons in a tunable lateral quantum dot"
(A. Pioda1, E. Totoki1, H. Kiyama1, T. Fujita1, G. Allison1;2, T. Asayama1;3, A. Oiwa1, and S. Tarucha1) 1 Department of Applied Physics,
The University of Tokyo, Japan, 2 Department of Physics, Princeton University, USA, 3 Advanced Materials Laboratories, SONY Corporation, Japan
樽茶教授をリーダーとする研究グループは、FIRSTプログラムの支援を受け、半導体量子ドット中の電子スピンを量子ビットとする量子情報処理の実用化を図るための周辺技術として、長距離通信を担う光子との間で情報の受け渡しを行う技術、即ち、「量子情報処理の基本単位である単一光子と単一電子スピン間の量子インターフェース」の開発を目標の一つとしています。
プレスリリース
http://www.nii.ac.jp/userimg/first_tarucha110408_press.pdf
Physical Review Letters
http://prl.aps.org/
理化学研究所の和光研究所にて一般公開が行われます
2011年3月24日
独立行政法人理化学研究所は、大正6年（1917）に自然科学における唯一の総合研究機関として設立され、物理、化学、生物、工学、医科学にわたる広範な分野で、基礎から応用にいたる様々な研究を実施して、これまでに数多くの研究成果を世に出してまいりました。
本年も多くの方に私たちの研究所の研究成果や施設の現状を知っていただくため、国の科学技術週間にあわせ、施設の一般公開（入場無料、雨天決行）を行うことになりました。
皆様お誘いあわせの上、是非、ご来場下さい。
| 開催日時 | 4月23日(土曜日) 9:30～16:30 (入場は16:00まで) |
|---|---|
| 開催場所 | 埼玉県和光市広沢2-1 独立行政法人理化学研究所 和光研究所 |
講演会の中で、共同提案者の蔡兆申先生がご講演なさいます。（13：00～14：00）
詳細は下記URLをご参照ください。
http://www.riken.go.jp/r-world/event/2011/open/wako/outline/index.html
第10回 量子情報関西Student Chapter開催のお知らせ
2011年3月8日
| 日程 | 2011年4月4日（月） |
|---|---|
| 場所 | 京都大学 吉田キャンパス 工学部1号館 3F 第一講義室 |
| 主催 | 量子情報関西Student Chapter（代表：玉手 京都大学・田中 大阪大学/北海道大学） |
| 共催 | 文部科学省・科学研究費補助金・新学術領域研究・量子サイバネティクス（代表 蔡 兆申） http://www.riken.jp/Qcybernetics/ 最先端研究開発支援プログラム・量子情報処理プロジェクト（代表 山本 喜久） http://www.first-quantum.net/index.html |
| 参加申請〆切 | 3月28日（月） |
| 講演会 | 宇都宮 聖子氏 （国立情報学研究所） 「励起子ポラリトンと超流動性」励起子ポラリトンは、マイクロキャビティと量子井戸構造を有する半導体の二次元構造内に生成される疑似粒子で、その状態はキャビティ外に放出される光子の分光によって測定される。これらの粒子群の空間位相分布や干渉効果の測定結果をもとに、その超流動性と二次元空間での凝縮に関する相転移について、最近の研究動向を交えて議論する。 渡辺 優氏 （東京大学 上田研究室） 「量子推定理論における不確定性関係について」量子推定理論を用いることで、有限次元Hilbert空間に対して、量子測定の測定誤差についての不確定性関係の最も強いboundを求めた。量子系からその状態についての情報を得るためには、系に対して測定を行い、さらに測定結果から推定を行わなければならない。我々は、測定誤差を測定によって得られる情報量を用いて定義し、その誤差に対する不確定性関係を求めた。さらに、我々は全ての状態,物理量について不確定性関係の等号を達成する測定を構成した。 [1] YW, Takahiro Sagawa, Masahito Ueda, arXiv:1010.3571 (2010). |
| ポスターセッション | 現在発表者を募集中です。 発表を希望する方は、参加申請の際に発表タイトルと概要（任意）をお知らせください。 |
その他詳細については、下記URLをご参照ください。
http://yagura.scphys.kyoto-u.ac.jp/wakate/index.php?お知らせ#ia8271f8
香取秀俊先生（「量子標準」グループリーダー）、高本将男先生（「量子標準」グループ）が「第12回光・量子エレクトロニクス業績賞（宅間宏賞）」を受賞しました。
2011年2月24日
光・量子エレクトロニクス業績賞は、量子エレクトロニクス、光および光エレクトロニクスの研究分野の研究において、新しい発見、発明、理論、実験等を通して、学問分野や産業分野で過去数年間にわたって顕著な業績をあげた者に対して「光・量子エレクトロニクス業績賞」を授与し、その功績をたたえることを目的としています。
関連サイト：応用物理学会
http://www.jsap.or.jp/index.html
http://www.jsap.or.jp/activities/award/researchfield/lightquantum/2010.html
情報・システム研究機構 国立情報学研究所
量子情報国際研究センターキックオフシンポジウム（大川賞受賞記念講演会）
2011年1月28日
シンポジウム要旨
情報・システム研究機構 国立情報学研究所では、内閣府最先端研究開発支援プログラム「量子情報処理プロジェクト」を推進するために、平成22年11月1日に量子情報国際研究センターを設立いたしました。
つきましては、このセンター設立を記念して、最先端研究開発支援プログラム「量子情報処理プロジェクト」のメンバーによる、「NII量子情報国際研究センターキックオフシンポジウム（大川賞受賞記念講演会）」を開催いたします。あわせて、本年度大川賞受賞者による記念講演も同時に行ないますので、ご案内申し上げます。
大川賞受賞者：
チャールズ・ベネット（IBM ワトソン研究所フェロー）
受賞理由「量子暗号のコンセプトの提案をはじめ、近代量子情報理論創始者の一人として、量子情報通信分野の発展に対する多大な貢献」
山本喜久（国立情報学研究所／スタンフォード大学教授）
受賞理由「量子光学および量子情報処理分野において世界的な業績を挙げ、同分野の飛躍的発展に対する多大な貢献」
講演会概要
| 日時： | 2011年3月10日（木） 13:00～17:45（受付は12時半より） |
|---|---|
| 会場： | 如水会館 スターホール 住所 : 東京都千代田区一ツ橋2-1-1 電話 : 03-3261-1101（代表） URL : http://www.kaikan.co.jp/josui/company/access.html 講演会終了後、如水会館オリオンルームにて懇親会がございますので、ご都合のつく方は是非ご参加ください。 懇親会の費用は、一般の方4,000円、学生の方2,000円とさせていただきます。 |
| 講演会費用： | 無料 |
| 参加対象者： | 研究者、大学生、および研究機関関係者等 |
| 申込方法： | 下記URLよりお申込ください。【受付票】を返送しますので、当日ご持参ください。 URL : https://krs.bz/nii/m/first_kickoff |
| 申込期限： | 当日受付も可能です。 |
| 問い合わせ先： | 国立情報学研究所 山本研究室 TEL : 03-4212-2506 FAX : 03-4212-2641 email : |
| 主催： | 情報・システム研究機構 国立情報学研究所 |
| 共催： | 財団法人 大川情報通信基金（大川財団） |
プログラム
| 13:00-13:10 | 開催挨拶 | 坂内正夫（国立情報学研究所所長） |
|---|---|---|
| 13:10-13:40 | 講演1 | 荒川泰彦（東京大学教授） 「量子ドットと光ナノ共振器による量子結合系の実現とその展開」 |
| 13:40-14:10 | 講演2 | 蔡兆申（理化学研究所／NECチームリーダー） 「超伝導量子情報の最近の成果」 |
| 14:10-14:40 | 講演3 | 樽茶清悟（東京大学教授） 「量子ドットスピンを用いた量子情報研究の進展」 |
| 14:40-15:10 | 講演4 | 都倉康弘（NTT物性科学基礎研究所グループリーダー・研究部長） 「量子情報通信技術の進展」 |
| 15:10-15:40 | 講演5 | 香取秀俊（東京大学教授） 「光格子時計の17桁の周波数比較の実現とその展望」 |
| 15:40-16:10 | 講演6 | 根本香絵（国立情報学研究所教授） 「量子情報理論の深化と展開」 |
| 16:10-16:40 | 休憩 | |
| 16:40-16:45 | 大川賞の主旨・受賞者の紹介 | 相磯秀夫（大川賞審査委員長） |
| 16:45-17:15 | 大川賞受賞記念講演 | チャールズ・ベネット（IBMワトソン研究所フェロー）＊ 「The monogamy of entanglement , the ambiguity of the past, and the complexity of the present」 |
| 17:15-17:45 | 大川賞受賞記念講演 | 山本喜久（国立情報学研究所／スタンフォード大学教授）＊ 「Optically controlled semiconductor spin qubits for quantum information processing」 |
＊印の講演は英語でおこない、通訳はありません。
2011年3月23日（水） 山本喜久先生 市民講座のお知らせ
「新しい情報社会の扉を開く量子技術 量子コンピュータは本当に実現できるのか？」
2011年1月26日
東北地方太平洋沖地震のため、中止となりました。4月以降、開催することになりました場合には、改めてご案内を致します。
【概要】
現代コンピュータの基本概念は、第2次世界大戦中にドイツが使用していた暗号 Enigma を解読するために発明されました。以来70年間、一貫してこの基本思想に基づいて進化を続けてきた現代コンピュータにも弱点があります。これを克服するため、量子力学という全く新しい概念に基づく未来コンピュータの開発競争が世界中で行われています。その研究開発の最前線を紹介します。
| 日時： | 2011年3月23日（水）18：30～19：45（講義・質疑応答） |
|---|---|
| 場所： | 国立情報学研究所 学術総合センター2階中会議場 |
※文字通訳有り
※入場無料
詳細は、下記websiteまで。
海外サイエンススクール情報 【Les Houches Physics School 2011】
2011年1月26日
"Quantum Machines Measurement and Control of Engineered Quantum Systems"
| 期間： | 2011年7月4日（月）～2011年7月29日（金） |
|---|---|
| 場所： | Les Houches |
| 登録締切： | 2011年3月1日（火） |
詳細は、下記websiteまで。
FIRSTサイエンスフォーラムが開催されます
2011年1月14日
このフォーラムでは、総合科学技術会議が推進する最先端研究開発支援プログラム（FIRST：Funding Program for World-Leading Innovative R&D onScience and Technology）に選ばれたトップ科学者が参加し、世界をリードする研究の最前線の様子やそこに至るまでの道のりなどの体験を広く紹介します。
さらに、フォーラム会場の高校生らとの双方向のコミュニケーションを通じて、高校生らに最先端の科学技術や科学者・技術者を身近に感じてもらうことを期待しています。
開催概要
| 主催： | 独立行政法人科学技術振興機構(JST) |
|---|---|
| 参加費： | 無料 |
| 参加者： | 主に高校生（高専生）を対象、一般からの参加も受け付けます |
| 参加申込方法： | ホームページより事前登録 |
関連サイト
[最近の研究成果]
三重らせん構造をもつScalableスピン量子ビット系の超分子化学アプローチによる合成
2010年9月8日
スケーラブルな量子ビット系の構築は、量子コンピュータの実現を目指すすべての量子ビット系が直面する共通の難題です。これを解決するアプローチとして、Seth Lloydはaddressableな莫大な数の量子ビットを準備する代わりに、スピン量子ビット周期系の1次元鎖モデルを提案しました（S. Lloyd, Sci. Am. 73, 140-145 (1995).）。北川らは、このLloyd モデルを量子コンピュータに実装する量子回路を発表し、1次元鎖モデルである(ABC)n系に対してはそれぞれの量子ビットを操る16種類のパルス共鳴周波数を用意するだけで、計算時間がｎの指数関数のオーダーでスピードアップすることを示しました（Y. Kawano, S. Yamashita, M. Kitagawa, Phys. Rev. A 72, 012301 (2005).）。しかしながら、この有用なLloydモデルを検証するスピン量子ビット系が物質系（Ｍatter Spin-Qubits）として具体的に提案され合成されたことは、これまでありませんでした。一方、分子の電子スピンを量子ビットとする実験な試みは、量子情報処理技術の研究分野では最も遅く登場しましたが、上記の共通の課題を克服するアプローチとして注目され始めました。電子スピン量子ビット系のABCをaddressableに識別するには、A、B、Cに属する電子のgテンソルを異なるように設計することが不可欠ですが（g-Tensor Engineeringと命名）、今回、三重らせん対称性を巧みに利用して超分子化学的に設計したMettalo-Helicates（金属イオンを内包するヘリックス構造をもつ錯体分子、図１参照）を初めて合成・単離し、g-Tensor Engineeringが実現していることを証明しました。
この成果は、アメリカ化学誌、J. Am. Chem. Soc., 132, 6944 – 6946 (2010) に掲載されました。
(Y. Morita, Y. Yakiyama, S. Nakazawa, T. Murata, T. Ise, D. Hashizume, D. Shiomi, K. Sato, M. Kitagawa, K. Nakasuji & T. Takui, “Triple-Stranded Metallo-Helicates Addressable as Lloyd’s Electron Spin Qubits”, J. Am. Chem. Soc., 132, 6944 – 6946 (2010).)
図1: オリゴイミダゾールを配位子とする、三重らせん対称構造をもつ、Lloydモデルの電子スピン量子ビット版。
三重らせん対称性の起源のよって、不対電子をもつ金属陽イオンのg-テンソルがすべて異なるだけでなく、らせんの巻く向き（chirality）によって、キラル量子ビットをもつ。
Researchmap内コミュニティ「量子情報処理プロジェクト」（非公開、招待制）のメンバー登録について
2010年7月30日
本プロジェクトでは、公式サイトの他に、私的なサイトとしてReseachmap内にコミュニティ「量子情報処理プロジェクト」（非公開、招待制）を開設しております。このコミュニティでは、プロジェクト内の研究者や学生だけがアクセスでき、様々な最新情報を共有し、議論するための場を提供しております。
登録をご希望の方は、本プロジェクト事務宛（mail: ）にご連絡下さい。
招待状を送付致します。
関連サイト
蔡 兆申教授（「超伝導量子コンピューター」グループリーダー）が「応用物理学会 第4回（2010年度）フェロー表彰 」を受賞しました。
2010年7月22日
応用物理学会フェロー表彰は、応用物理学会における継続的な活動を通じて応用物理学の発展に多大の貢献をした研究者を表彰するものです。
授賞式は、2010年9月14日から開催される2010年秋季講演会において行われる予定。
蔡 兆申教授の受賞コメント
「このたびは日本応用物理学会のフェロー表彰を受けることになり、誠に名誉なことであります。ジョセフソン接合という巨視的な物理系においてコヒーレントな状態操作に初めて成功した我々の成果が主な受賞理由です。私は過去30年以上にわたり一貫して、超伝導の巨視的量子効果、特にジョセフソン接合の物理に関する研究を続けてきました。私のささやかな研究成果が、このエキサイティングで美しい研究分野の進展に多少なりとも寄与できたことは大変うれしいことです。
この場を借りて、これまでに共同研究に参与してきた多くの方々に衷心の敬意を表したく思います。この賞は皆様と共同でいただいたとものと思っています。」
関連サイト：応用物理学会フェロー表彰
[最近の研究成果]
半導体スピン量子ビットの光パルス制御技術でブレークスルー
2010年4月
量子コンピューターを構築するためには、長時間量子情報を保存でき、しかも正確に量子情報を外部から制御できる量子ビット技術の開発が不可欠です。これまで、この2つの条件を満足する量子ビット技術としては、トラップイオン技術とジョセフソン素子技術の2つがありました。一方、半導体LSI技術や光通信技術という現代の情報処理・通信技術との整合性や大規模集積化を考えると、半導体素子を用いた量子ビット技術の実現が期待されます。しかしながら、半導体中の電子スピン量子ビットは、これまでデコヒーレンス時間が短く、量子演算エラーが大きいという欠点を有していました。
国立情報学研究所（NII）研究グループ（リーダー：山本喜久）は、半導体量子ドットにトラップされた単一電子スピンを数ピコ秒の極端光パルスを用いて制御することに成功していました(Nature 456, 218, 2008)が、その量子演算エラーは6～8%と大きく、これはトラップイオンの量子演算エラーに比べ、10倍も大きな値でした。また、1ゲート当りのデコヒーレンスレート（デコヒーレンスレート×ゲート時間）は、10-2であり、この値も、トラップイオンの1ゲート当りのデコヒーレンスレートに比べ、10,000倍も大きな値でした。
今回、NII研究グループは、量子ドットをモノリシックプレーナ共振器に閉じ込めることにより、制御光パルスパワーを1/300以下に減少させ、発熱によるデコヒーレンスや誤作動を抑圧し、電子スピンの量子演算エラーをトラップイオンの量子演算エラーと同等の1%前後に減少させることに成功しました。同時に、光スピンエコーと呼ばれる新しい手法を用いて1ゲート当りのデコヒーレンスレートも3×10-6という、イオントラップと同等の性能を持たせることに成功しました。
この成果はNature Photonics 4, 367 (2010)に掲載されました。
図1(a)
図1(b)
図1(a): 今回の実験の原理。半導体量子ドットにトラップされた単一電子スピンに、2ピコ秒程度の時間幅を持つ光パルスを照射して、電子スピンを基底状態と励起状態の線形重ね合わせ状態に準備する。(b): 時間τの間、電子スピンを自由に回転させておいた後、第2の光パルスを照射し、電子スピンの向きを測定したところ、図に示すようなラムゼー干渉稿が観測された。このラムゼー干渉稿の明暗度（ビジビリティー）から、量子演算エラーは、1%前後と見積もられた。
図2: 2つの光パルスのちょうど中間点に第3の光パルスを挿入し、第1パルスと第2パルスの間（τ1）にスピンへ作用した磁場ゆらぎと第2パルスと第3パルスの間（τ2）にスピンへ作用した磁場ゆらぎが互いに相殺してデコヒーレンスの要因を取り除いた。このようにした場合の干渉稿ビジビリティーは、図に示すように数マイクロ秒のオーダーまで存在することが確かめられた。
[最近の研究成果]
光を全反射する超伝導人工原子
2010年2月
開放した空間に存在する「自然原子」は、その種類によりそれぞれ異なった量子準位を持っています。自然原子へこの量子準位間のエネルギーに相当する光を外部から照射すると、照射光は原子に吸収・散乱されます。この現象は共鳴蛍光と呼ばれる量子光学の基本原理で、100年以上前から原子や分子の種類を特定するなどの重要な技術として利用されてきました。
一方、自然原子と同じように量子準位を備えた固体電子素子が1990年代から開発され、これを「人工原子」と呼んでいます。理研の研究グループ（リーダー：蔡 兆申）は、超伝導ループに超伝導ジョセフソン接合回路を用いた超伝導人工原子を1999年に実現し、これを量子情報処理における量子ビットとして利用する研究を展開しています。
この人工原子は自然原子と違って、半導体チップ上で実現した巨視的な固体電子素子であるため、例えばキャパシター、インダクタ、伝送線、共振回路など、ほかの電子素子と現在の微細加工技術を用いて簡単に強く結合させることが可能です。このたび研究グループは、たった1つの超伝導量子ビットを直径約1µm（マイクロメートル：1µｍは10-6ｍ）もある巨大な人工原子と見立て、アルミニウムでできた伝送線に結合するだけという極めて単純な固体電子素子を作製し、自然原子と光子が引き起こす相互作用と同様の量子光学現象を観測することに成功しました。この人工原子が自然原子と同様に光子を散乱させる「巨視的量子散乱」を引き起こし、入射したマイクロ波領域の光子をほぼ完全に反射する特異な現象を観測しました。自然原子での同様な実験と比較すると、自然原子は光との相互作用が弱いので、通常光はあまり散乱されず、反射される光の量は大変小さいのが普通です。
これらの成果はScience, 327, 840 (2010)に掲載されました。
図1 超伝導人工原子を用いた新規量子光学デバイス
超伝導人工原子（磁束量子ビット：赤矢印）をコプレナー型導波路（金薄膜でできている黄色部分）中に設置しています。量子ビットである人工原子（拡大図）はアルミニウム薄膜で構成していて、超伝導ループにジョセフソン接合を4つ挿入しています。矢印でこの人工原子の自由度である超伝道ループを貫く磁束の状態を模式的に示しました。
図2 人工原子が示す巨視的量子散乱
共振周波数（変調周波数0MHz近辺）で、入力のほとんど（94％）が反射することを観測しました。
