Study on Open System with NMR Quantum Computer

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本研究の目的は、開放系の理解を実験的に進めることである。そのために、溶液中の個々の分子の核スピン系を開放系のモデルとして用い、NMR量子コンピュータで培われた実験技術によって、そのスピン系のダイナミクスを調べている。開放系のモデル研究としては、①よく制御された環境の中の開放系を調べる方法と②擬似的な孤立系の中に研究対象となるスピン（疑似開放系）とその（疑似）環境を構成する方法を提案した。令和３年度に②の方法による実験を行ったことは既に報告している。令和4年度にはその成果を秋と春の物理学会で発表した。秋の学会の発表（12aH113-14、NMR実験を用いた人工的な緩和現象のモデル化、久木田、木屋、近藤）は、モデルに基づいた人工的な緩和の理論計算について発表した。特に、回転波近似が適用できない低磁場における複雑な環境（ハミルトニアン）における実験を提案した。春の学会の発表（25aL1-8、緩和モデルのNMRによる実現、木屋、久木田、近藤）は、秋の学会で議論した理論計算に基づいて新たに実験を行い、その結果を発表した。投稿準備中である。市販の高分解能NMR装置では行えない超低磁場における実験を実施するために装置の開発も進めている。その副産物として、学生実験用の卓上NMR装置によるDeutschの量子アルゴリズムの実装を行った。その成果を踏まえて、NMR量子コンピュータの学生実験を行う試みについて春の学会で発表（25aN1-7、学生実験用NMR量子コンピュータ、西田、木屋、久木田、近藤）した。この成果も投稿準備中である。開放系をより精密に制御するための研究も進めており、令和4年度は3報（発表論文リスト参照）の論文発表をおこなった。