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.)
研究概要

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
- 数物系科学
研究関連分野
- 情報学
- 工学
キーワード
- 半導体量子ドット
- 量子細線
- 量子計算
- トポロジカル量子計算
- 量子輸送
主要論文
- 1.T. Otsuka, T. Nakajima, M. R. Delbecq, S. Amaha, J. Yoneda, K. Takeda, G. Allison, T. Ito, R. Sugawara, A. Noiri, A. Ludwig, A. D. Wieck, and S. Tarucha,
"Single-electron Spin Resonance in a Quadruple Quantum Dot",
Scientific Reports 6 31820 (2016) - 2.K. Takeda, J. Kamioka, T. Otsuka, J. Yoneda, T. Nakajima, M. R. Delbecq, S. Amaha, G. Allison, T. Kodera, S. Oda, and S. Tarucha,
"A fault-tolerant addressable spin qubit in a natural silicon quantum dot",
Science Advances 2 e1600694 (2016) - 3.A. Noiri, J. Yoneda, T. Nakajima, T. Otsuka, M. R. Delbecq, K. Takeda, S. Amaha, G. Allison, A. Ludwig, A. D. Wieck, S. Tarucha,
"Coherent electron-spin-resonance manipulation of three individual spins in a triple quantum dot",
Appl. Phys. Lett. 108 153101 (2016) - 4.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) - 5.I. Sohn, S. Tarucha, and B.S. Choi,
"Analysis of physical requirements for simple three-qubit and nine-qubit quantum error correction on quantum-dot and superconductor qubits",
Phys. Rev. A 95, No. 1, pp.012306-1-7, 2017. - 6.S. Hermelin, B. Bertrand, S. Takada, M. Yamamoto, S. Tarucha, A. Ludwig, A.D. Wieck, C. Bäuerle, and T. Meunier,
"Classical information transfer between distant quantum dots using individual electrons in fast moving quantum dots",
Phys. Status Solidi B 254, No. 3, pp.1600673-1-12 (2017). - 7.T. Ito, T. Otsuka, S. Amaha, M.R. Delbecq, T. Nakajima, J. Yoneda, K. Takeda, G. Allison, A. Noiri, K. Kawasaki, and S. Tarucha,
"Detection and control of charge states in a quintuple quantum dot",
Scientific Reports 6, pp. 39113-1-7 (2016). - 8.T. Fujita, P. Stano, G. Allison, K. Morimoto, Y. Sato, M. Larsson, J.-H. Park, A. Ludwig, A.D. Wieck, A. Oiwa, and S. Tarucha,
"Signatures of hyperfine, spin-orbit, and decoherence effects in a Pauli spin blockade",
Phys. Rev. Lett. 117, No. 20, pp.206802-1-6 (2016). - 9.H. Kiyama, T. Nakajima, S. Teraoka, A. Oiwa, and S. Tarucha,
"Single-shot ternary readout of two-electron spin states in a quantum dot using spin filtering by quantum Hall edge states",
Phys. Rev. Lett. 117, No.23, pp.236802-1-5 (2016). - 10.Y. Yamaoka, K. Iwasaki, S. Oda and T. Kodera
"Charge sensing and spin-related transport property of p-channel silicon quantum dots"
Jpn. J. Appl. Phys. 56, 04CK07-1-4, 2017
研究成果(プレスリリース)
2023年10月10日
シリコン量子ビット間で強い誤り相関を観測2023年8月1日
素子間の結合により超伝導ダイオードを実現2022年10月12日
離れたシリコン量子ビット間の量子接続に成功2022年9月13日
素子間の結合による超伝導電流の非局所制御に成功2022年8月25日
シリコン量子ビットで量子誤り訂正を実現2022年5月23日
磁場による超伝導電流増幅の機構を解明2022年1月20日
シリコン量子ビットで高精度なユニバーサル操作を実現2021年8月23日
3個以上のスピンが揃った多電子の読み出しに成功2021年6月8日
シリコン3量子ビットを実現2021年5月6日
半導体量子ビットの確率的テレポーテーションに成功2021年1月8日
スピンとバレーの新しい電荷中性流を発見2020年3月25日
シリコン量子ビットの高精度交換操作を実現2020年3月10日
半導体量子ビットの能動的な雑音抑制に成功2020年3月3日
シリコン内電子スピンの量子非破壊測定に成功2020年2月14日
シリコンスピン量子ビットの高速読み出しに成功2019年10月5日
初めてクーパー対を2本の細線に弾道的に分離2019年4月16日
半導体量子ビットの量子非破壊測定に成功2018年11月29日
半導体量子ビットによるハイブリッド量子計算手法の実証2018年5月30日
隣り合わないスピン量子ビット間の量子もつれ生成に成功2016年8月22日
天然シリコンにおける高性能量子ビット実装2015年7月1日
固体中で非局所量子もつれを実証
関連リンク
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
- 中島 峻
- 上級研究員
- 武田 健太
- 上級研究員
- 野入 亮人
- 研究員
- 松尾 貞茂
- 研究員
- JIN Ikkyeong
- 特別研究員
- 寺岡 総一郎
- テクニカルスタッフⅠ
- CAMENZIND Leon Luca Caspar
- 訪問研究員
- FRASER Michael Desmond
- 客員主管研究員
- 大塚 朋廣
- 客員研究員
- DEL VALLE INCLAN REDONDO Yago Baltasar
- 客員研究員
- 溝口 来成
- 客員研究員
- 新海 剛
- 客員研究員
- WEN Chutian
- 大学院生リサーチ・アソシエイト
- WU Yi-Hsien
- 国際プログラム・アソシエイト
- 小林 昌平
- 研修生
- 松岡 竜太郎
- 研修生
- BUETLER Patrick
- 実習生
採用情報
募集職種 | 応募締切 |
---|---|
特別研究員募集(W22221) | ポストが決まり次第 |
お問い合わせ先
Email: tarucha [at] riken.jp
※[at]は@に置き換えてください。