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2020年1月23日

東京大学
理化学研究所
科学技術振興機構

量子もつれを利用した単一マグノンの検出

-超伝導量子ビットを使った新しい量子センサーの開発に成功-

ダニー・ラチャンス・クイリオン日本学術振興会外国人特別研究員(研究当時)、東京大学先端科学技術研究センターの中村泰信教授(理化学研究所創発物性科学研究センターチームリーダー)らの研究グループは、量子コンピュータの基本素子である超伝導量子ビットを用い、新しい量子センサーを開発しました。この量子センサーは動作原理に量子もつれ現象を利用しており、これによってマグノンと呼ばれる強磁性結晶内スピンの集団励起のエネルギー量子をたった1個、単一試行測定で検出できるようになりました。これは、量子光学分野における単一光子検出器の機能に比肩するものです。従来の磁性分野でのマグノンに関する実験的研究は膨大な数のマグノンを対象としたものでしたが、本研究成果は単一マグノンのレベルで磁性体中の集団スピンを観測・制御する量子的な実験的研究を加速するとともに、未踏の非古典的なマグノン状態を生成する道を切り開く礎となることが期待されます。応用面では、開発した量子センサーの高感度を活かし、宇宙におけるダークマターの候補の1つであるアクシオンの検出などに使われることも期待されます。

詳細は東京大学 先端科学技術研究センターのホームページをご覧ください。

報道担当

理化学研究所 広報室 報道担当
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