室温で動作する電子スピンの多量子ビットの実現

室温下运行的多量子位电子自旋的实现

• 批准号: 21H04646
• 负责人: 小野田 忍
• 金额: $ 26.87万
• 依托单位: National Institutes for Quantum Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-02-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04646/
• 关键词: NVセンター; ダイヤモンド; 量子ビット; エンタングルメント; 多量子ビット; イオン注入

ダイヤモンド中の負電荷の窒素(N)空孔(V)は、量子コンピュータや量子暗号・通信のための「室温動作」の固体量子情報素子として期待できる。しかし、実現の鍵となるNVの多量子ビット化は、電子スピン同士が相互作用でき得る距離(～10nm程度)に優れた電子スピン特性のNVを集積することの困難さから、研究例が限られている。研究代表者らは、2019年になり、アデニンをイオン源とする有機化合物を用いて、約10年振りに2量子ビットから3量子ビットへ拡張することに成功した。本年度までに開発してきた有機化合物ビームについて、アデニンでは5個のN原子、フタロシアニンでは8個のN原子を注入できるようになった。本年度は、フタロシアニンイオンビーム注入と熱処理によって最大で5個のNVを含む蛍光点を形成することに成功した。

The negative charge element (N) in the semiconductor layer is the void (V), and the quantum element is the "room temperature action" of the quantum signal communication layer. The multi-quantum chemistry of the bond and the electron particle interaction is difficult to obtain at a distance (~10nm), and the electron particle characteristics are optimized for integration. The research representative said that in 2019, the use of organic compounds was successful for about 10 years. This year, we have developed organic compounds with five N atoms and eight N atoms. This year, the number of light spots formed by injection heat treatment was up to 5.

项目成果

NV-13C形成に向けたL-アルギニンイオンビームの開発

用于 NV-13C 形成的 L-精氨酸离子束的开发

• 发表时间: 2022
• 作者: 小菅臨;小野田忍;山田圭介;木村晃介;馬場智也;加田渉;寺地徳之;大島武
• 通讯作者: 大島武

フタロシアニンイオンビーム注入によるダイヤモンド中へのMultiple-NVセンターの形成と観測

酞菁离子束注入金刚石中多NV中心的形成与观察

• 发表时间: 2022
• 期刊: 放射線化学
• 作者: 木村晃介;加田渉;花泉修;小野田忍;山田圭介;大島武;寺地徳之;磯谷順一
• 通讯作者: 磯谷順一

Nano-NMR technique based on NV center in diamond

基于金刚石NV中心的纳米核磁共振技术

• 发表时间: 2022
• 作者: 小野田忍;磯谷順一
• 通讯作者: 磯谷順一

h-BN被覆による水素終端下・単一ダイヤモンドNV中心のスピン操作

h-BN 涂层氢终止下单金刚石 NV 中心的自旋操纵

• 发表时间: 2023
• 作者: 蔭浦 泰資;笹間 陽介;寺地 徳之;渡邊 賢司;谷口 尚;山田 圭介;小野田 忍;山口 尚秀
• 通讯作者: 山口 尚秀

Attempts to generate entanglement state between dipolar coupled NV centers created by molecular implantation

尝试在分子注入产生的偶极耦合 NV 中心之间产生纠缠态

• 发表时间: 2022
• 作者: Kosuke Kimura;Onoda Shinobu;Yamada Keisuke;Wataru Kada;Tokuyuki Teraji;Junichi Isoya;Kosuge Nozomu;Baba Tomoya;Osamu Hanaizumi;Ohshima Takeshi
• 通讯作者: Ohshima Takeshi