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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.）

English Page

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