研究紹介

創発物性科学研究センター

量子機能システム研究グループ

グループディレクター 樽茶 清悟 (D.Eng.)
樽茶 清悟 (D.Eng.)

固体中の量子状態の純粋な制御を原理とする量子情報処理の技術と物理の研究を行なっています。量子情報処理は、エネルギー損失を抑え、安全性を確保できる理想的な情報技術です。当研究室では、この情報処理の有効性を、半導体・超伝導体ナノ構造中の量子コヒーレンスと量子もつれの操作を要素技術として検証し、実現への道筋を付けることを目指します。具体的には、量子演算と量子シミュレーションで構成される「量子コンピューティング」、量子メモリと中継を可能にする「量子インターフェース」、量子制御に適した「量子ナノデバイス」を課題として、量子系アーキテクチャ、デバイス・材料技術の開発、及び、量子もつれ、デコヒーレンス、スピン相関などの基礎物理の探求しています。

研究主分野

物理学

研究関連分野

工学

研究テーマ

  • 固体系量子コンピューティング
  • 光-固体量子インターフェース
  • 量子ナノ材料とナノデバイス

主要論文

  1. M.R. Delbecq, T. Nakajima, P. Stano, T. Otsuka, S. Amaha, J. Yoneda, K. Takeda, G. Allison, A. Ludwig, A.D. Wieck, and S. Tarucha.:
    "Quantum dephasing in a gated GaAs triple quantum dot due to non-ergodic noise"
    Phys. Rev. Lett. 116, 0468020 (2016)
  2. J. Wiedenmann, E. Bocquillon, R.S. Deacon, S. Hartinger, O. Herrmann, T.M. Klapwijk, L. Maier, C. Ames, C. Bru¨ne, C. Gould, A. Oiwa, K. Ishibashi, S. Tarucha, H. Buhmann, and L.W. Molenkamp.:
    "4π-periodic Josephson supercurrent in HgTe-based topological Josephson junctions"
    Nature Communications 7, 10303 (2016)
  3. T. Otsuka, S. Amaha, T. Nakajima, M. Delbecq, J. Yoneda, K. Takeda, R.Sugawara, G. Allison, A. Ludwig, A. Wieck, and S. Tarucha.:
    "Fast probe of local electronic states in nanostructures utilizing a single-lead quantum dot"
    Scientific Report, 5, 14616 (2015)
  4. R.S. Deacon, A. Oiwa, J. Sailer, S. Baba, Y. Kanai, K. Shibata, K. Hirakawa, and S. Tarucha.:
    "Cooper pair splitting in parallel quantum dot Josephson junctions"
    Nature Communications 6, 7446 (2015).
  5. J. Yoneda, T. Otsuka, T. Nakajima, T. Takakura, T. Obata, M. Pioro-Ladrière, H. Lu, C.  J Palmstrøm, A.  C Gossard, and S. Tarucha.:
    "Fast Electrical Control of Single Electron Spins in Quantum Dots with Vanishing Influence from Nuclear Spins"
    Phys. Rev. Lett. 113 (26), 267601 (2014)
  6. S. Chesi, Y-D. Wang, J. Yoneda, T. Otsuka, S. Tarucha, and D. Loss.:
    "Single-spin manipulation in a double quantum dot with micromagnet"
    Phys. Rev. B 90, 235311 (2014)
  7. M. R. Delbecq, T. Nakajima, T. Otsuka, S. Amaha, J. D. Watson, M. J. Manfra, and S. Tarucha.:
    "Full control of quadruple quantum dot circuit charge states in the single electron regime"
    Appl. Phys. Lett. 104 (18), 183111 (2014)
  8. S. Amaha, W. Izumida, T. Hatano, S. Teraoka, S. Tarucha, J. A. Gupta, and D. G. Austing.:
    "Two- and Three-Electron Pauli Spin Blockade in Series-Coupled Triple Quantum Dots"
    Phys. Rev. Lett. 110, 016803 (2013)
  9. T. Fujita, H. Kiyama, K. Morimoto, S. Teraoka, G. Allison, A. Ludwig, A. D. Wieck, A. Oiwa, and S. Tarucha.:
    "Nondestructive Real-Time Measurement of Charge and Spin Dynamics of Photoelectrons in a Double Quantum Dot"
    Phys. Rev. Lett. 110, 266803 (2013)
  10. K. Takeda, T. Obata, Y. Fukuoka, W.M. Akhtar, J. Kamioka, T. Kodera, S. Oda, and S. Tarucha.:
    "Characterization and suppression of low-frequency noise in Si/SiGe quantum point contacts and quantum dots"
    Appl. Phys. Lett. 102, 123113 (2013)

メンバーリスト

主宰者

樽茶 清悟
グループディレクター

メンバー

大塚 朋廣
研究員
FRASER Michael Desmond
研究員
ALLISON Giles
研究員
中島 峻
特別研究員
DELBECQ Matthieu Romain
特別研究員
武田 健太
特別研究員
米田 淳
基礎科学特別研究員
鎌田 大
基礎科学特別研究員
宇都宮 聖子
客員研究員
MARX Marian Nicola Joachim
大学院生リサーチ・アソシエイト
伊藤 匠
研修生
川﨑 賢人
研修生
野入 亮人
研修生
内田 太一
研修生