研究室の紹介
巨視的量子コヒーレンス研究チーム
蔡 兆申
チームリーダー
蔡 兆申 (Ph.D.)
メールアドレス 研究成果画像の説明はこちら

研究室プロフィール

当研究チームでは微小なジョセフソン超伝導回路に現れる巨視的量子コヒーレンスの研究を行っています。この系では「電荷数」と「位相」の自由度が存在し、これらをコヒーレントに制御する事により、量子コンピュータの基本素子である量子ビットとして利用する事が可能です。我々は世界に先駆けてこの超伝導回路でのコヒーレンスを実証し、それを利用した量子ビット回路技術を開発してきました。既に量子2ビットの量子論議ゲートの作成に、固体素子としては初めて成功していて、高効率の単事象読み出しも達成しています。実用的な量子コンピュータを実現するには、このようなビット数の増加が容易な固体素子が必要と考えられています。最近は1ビットの制御回路と2ビットの論理演算回路を量子ビット結合器を使い組み合わせた万能ゲートを使い、小規模な量子プロトコル演算の実現に成功しました。また超伝導量子ビットは原子のようにふるまう「人工原子」です。この人工原子を使った量子光学の研究も進めています。

研究テーマ

  1. 超伝導回路の量子コヒーレンス
  2. 量子ビット
  3. 量子情報処理

関連リンク

  1. 基幹研究所の研究室紹介ページ新しいウィンドウが開きます。
  2. 量子サイバネティクスのページ新しいウィンドウが開きます。
  3. 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ページ新しいウィンドウが開きます。

プレスリリース・研究成果

2012年11月06日
量子ビットを高精度に読出すための新回路を作製し、その動作を実証
−量子ビット読出し手法の有力候補である「分散読出し」で新手法−
2012年04月19日
磁束が超伝導材料の細線を量子的にトンネルする現象を確認
−超伝導現象の重要な理論的予言をついに実証−
2010年05月10日
超伝導人工原子を組み込んだ新量子光学デバイスを開発
−単光子増幅器、人工原子を並べた量子メタ材料、光スイッチなどへの応用も−
2007年10月04日
単一の人工原子が生む光子でレーザー発振に成功
- 人工原子とミクロな共振器の最も単純な構造のレーザー -新しいウィンドウが開きます。

『理研ニュース』(研究最前線)

2012年8月号
量子のへんてこな世界を見て、操作して、理解する
 

RIKEN RESEARCH

2011年09月02日
ノイズに耳を澄ます
超伝導回路に影響を及ぼすノイズのスペクトルの計測は、量子計算回路のノイズ低減に役立つはずだ 新しいウィンドウが開きます。
2010年06月18日
人工原子を光に共鳴させる
光と強く相互作用する超伝導回路により光コンピューティングの実現に一歩近づく 新しいウィンドウが開きます。

主要論文

  1. A. A. Abdumalikov, Jr., O.V. Astafiev, Yu.A. Pashkin, Y. Nakamura and J. S. Tsai.:
    "Dynamics of Coherent and Incoherent Emission from an Artificial Atom in a 1D Space"
    Phys. Rev. Lett. 107, 043604 (2011)
  2. J. Bylander, S. Gustavsson, F. Yan, F. Yoshihara, K. Harrabi, G. Fitch, D.G. Cory, Y. Nakamura, J.S Tsai & W.D. Oliver.:
    "Noise spectroscopy through dynamical decoupling with a superconducting flux qubit"
    Nature Physics Vol.7, 565-570 (2011)
  3. O.Astafiev. ,A.A.Abdumalikov Jr., A.M.Zagoskin, Yu. A.Paskin,Y.Nakamura and J.S.Tsai.:
    "Ultimate On-Chip Quantum Amplifier"
    Phys. Rev. Lett. 104, 183603(2010)
  4. A.A.Abdumalikov Jr., O.Astafiev. , A.M.Zagoskin, Yu. A.Paskin,Y.Nakamura and J. S.Tsai.:
    "Electromagnetically induced transparency on a single artificial atom"
    Phys. Rev. Lett. 104, 193601(2010)
  5. O.Astafiev. A.M.Zagoskin,A.A.Abdumalikov Jr., Yu. A.Paskin,T.Yamamoto,K.Inomata,Y.Nakamura,J.S.Tsai.:
    "Resonance Fluorescence of a Single Artificial Atom"
    Science, 327, 840 (2010)
  6. Astafiev, O., Inomata, K., Niskanen, A. O., Yamamoto, T., Pashkin, Yu. A., Nakamura, Y. and Tsai, J. S.:
    "Single artificial-atom lasing"
    Nature, 449, 588 (2007)
  7. Niskanen, A. O., Harrabi, K., Yoshihara, F., Nakamura, Y., Lloyd, S. and Tsai, J. S.:
    "Quantum Coherent Tunable Coupling of Superconducting Qubits"
    Science, 316, 723 (2007)
  8. Yoshihara, F., Harrabi, K., Niskanen, A. O., Nakamura, Y., and Tsai, J. S.:
    "Decoherence of Flux Qubits due to 1/f Flux Noise"
    Physical Review Letters, 97, 167001 (2006)
  9. Yamamoto, T., Pashkin, Yu. A., Astafiev, O., Nakamura, Y., and Tsai, J. S.:
    "Demonstration of conditional gate operation using superconducting charge qubits"
    Nature 425, 941 (2003).
  10. Pashkin, Yu. A., Yamamoto, T., Astafiev, O., Nakamura, Y., Averin, D. V., and Tsai, J. S.:
    "Quantum oscillation in two coupled charge qubit"
    Nature 421, 823 (2003).

メンバー

主宰者

蔡 兆申
チームリーダー

スタッフ研究員

Yuri PASHKIN
研究員
Oleg V. ASTAFIEV
研究員
吉原 文樹
基幹研究所研究員
猪股 邦宏
基幹研究所研究員
宮崎 利行
基幹研究所研究員

ポスドク

Pierre-Marie BILLANGEON
国際特別研究員
彭 智慧
特別研究員
Sergey KAFANOV
特別研究員
Joonas Tapio PELTONEN
特別研究員
Zhirong LIN
特別研究員