電子運動の量子レベルでの観測・制御手法を発明――究極の量子ビット実現へ研究成果

発表者

長田 有登（東京大学 大学院総合文化研究科 広域科学専攻 助教）
谷口 建人（東京大学 大学院総合文化研究科 広域科学専攻 博士課程）
重藤 真人（東京大学 大学院総合文化研究科 広域科学専攻 博士課程）
野口 篤史（東京大学 大学院総合文化研究科 広域科学専攻 准教授）

発表のポイント

• 電磁場により真空中に浮遊する電子の運動状態をハイブリッド量子系の利用により量子レベルで観測・制御する手法を発明した。
• 電磁場により真空中に浮遊する電子を高性能な量子ビットとして用いる研究が近年脚光を浴びており、本成果は電子の運動状態の量子レベルでの制御がハイブリッド量子系を用いて実現可能であることを初めて示した。
• 高速な制御と長いコヒーレンス時間の両方を兼ね備えた新たな量子ビットとしての浮遊電子系の発展に大きく寄与し、近年急速に発展し次世代の社会基盤技術を担うとされる量子コンピュータの開発に貢献することが期待される。  

発表概要

　東京大学大学院総合文化研究科の長田有登助教、谷口建人大学院生、重藤真人大学院生および野口篤史准教授は、電磁場により真空中に浮遊する電子の運動状態をハイブリッド量子系の利用により量子レベルで観測・制御する手法を発明しました。電磁場により真空中に浮遊する電子を高速な制御能と長いコヒーレンス時間の両方を兼ね備えた新たな量子ビットとして用いる研究が近年急速に発展しており、本成果は電子の運動状態の量子レベルでの制御が電子と超伝導量子回路、電子と真空中に捕獲された原子イオンという二つのハイブリッド量子系でそれぞれ実現可能であることを世界に先駆けて示しました。

　本研究成果は、浮遊電子系を用いた高性能な新奇量子ビット開発の発展の重要な基礎を与え、近年急速に発展し次世代の社会基盤技術を担うとされる量子コンピュータの開発にも貢献すると考えられます。
　本研究成果は2022年9月29日（米国東部夏時間）に米国科学誌「Physical Review Research」のオンライン版に掲載されました。

発表詳細は大学院総合文化研究科のページからご覧ください。