Universal quantum media conversion in diamond quantum storage

钻石量子存储中的通用量子介质转换

• 批准号: 20H05661
• 负责人: 小坂 英男
• 金额: $ 125.47万
• 依托单位: Yokohama National University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-08-31 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H05661/
• 关键词: 量子情報; 量子光学; 量子制御; ナノフォトニクス; 量子コンピュータ; ダイヤモンド; NV中心; 量子ストレージ; 量子メディア変換

本研究では、NV遠方の深層炭素集団を量子ストレージとし、幾何学的デカップリングによる深層炭素の個別量子もつれ生成、単一光子から単一深層炭素への選択的な量子メディア変換、任意の深層炭素間の量子もつれ測定、量子符号化によるフォールトトレラント化、NVアンサンブルへの拡張による大規模量子ストレージ化を実現する。完全無磁場下で動作する量子ストレージは超伝導量子ビットとの整合性が高く、量子インターネットで接続された量子コンピュータネットワークによる分散型量子計算や秘匿量子計算などに道を拓く。本年度は以下の成果を得た。・単一光子から単一深層炭素への選択的な量子メディア変換電子と狙った深層炭素との量子もつれを生成し、独自の量子もつれ吸収手法を用いることで、量子テレポーテーションの原理による光子から狙った炭素への選択的な量子状態転写（光子炭素間量子メディア変換）を完全ゼロ磁場において行った。実験で得られた平均忠実度は90%であった。光子から炭素への転写の際、仲介する電子のスピン状態を窒素に転写してシングルショット測定（量子非破壊測定）することで、転写後の炭素の量子状態を破壊することなく転写成功を検知した。また、一方の光子の量子状態を破壊されにくい深層炭素に転写して保管し、深層炭素の量子状態を維持しながら他方の光子の量子状態を表層炭素へ転写できることも確認した。・任意の深層炭素間の量子もつれ測定量子インターフェースの最重要機能は炭素間の完全ベル測定である。完全ゼロ磁場において、表層炭素と深層炭素の２つの炭素間の量子もつれを量子非破壊測定することで、完全ベル測定することに世界で初めて成功した。実験で得られた平均忠実度は83%であった。今回は片方の炭素に表層炭素を用いたが、同手法は任意の深層炭素に適応できる。

In this study, we use NV to analyze carbon collection, quantum chemistry, carbon generation, one-photon emission, one-photon emission, any deep carbon, quantum symbolization, quantum symbolization, and so on. In the NV system, we need to improve the performance of large-scale quantum communication systems. The action is completely magnetic-free. The quantum system is highly integrated, and the quantum system is connected with each other. The quantum computation is distributed. The following achievements have been made this year. One photon, one deep carbon, one photon, one deep carbon. The principle of quantum physics is based on the principle of photon detection and the selection of quantum writing (photon-to-carbon quantum spectroscopy). The magnetic field is completely affected. The average loyalty is 90%. Photon, carbon, carbon On one side, the photon quantum state is broken, the carbon is deep, the carbon is written, and the carbon quantum state is maintained. The other side is photon. The quantum state table is carbon. The most important mechanism for the determination of carbon in any depth of carbon is the determination of the temperature between carbon and carbon. Complete magnetic field measurement, carbon deep measurement, carbon measurement, quantum measurement, quantum nondestructive measurement, and global measurement. The average loyalty is 83%. This time, in the form of carbon on the side of the tablet, the carbon is used in the same way as any carbon in the film.

项目成果

Growth of High-Purity Diamond Films and Doping for Quantum Device Applications

用于量子器件应用的高纯度金刚石薄膜的生长和掺杂

• 发表时间: 2021
• 作者: A. Kafar;R. Ishii;S. Stanczyk;K. Gibasiewicz;S. Grzanka;T. Suski;P. Perlin;M. Funato and Y. Kawakami;T.Teraji
• 通讯作者: T.Teraji

NEW DIAMOND

新钻石

• 发表时间: 2019
• 作者: 笹間 陽介;小松 克伊;森山 悟士;井村 将隆;寺地 徳之;渡邊 賢司;谷口 尚;内橋 隆;山口 尚秀
• 通讯作者: 山口 尚秀

プラズマCVD法を用いたダイヤモンドNVセンタの形成とその電荷状態制御

使用等离子体CVD方法形成金刚石NV中心并控制其电荷状态

• 发表时间: 2022
• 作者: 影島博之;Shengnan Wang;日比野浩樹;加藤宙光
• 通讯作者: 加藤宙光

ダイヤモンド NV 中心における炭素核スピン量子メモリの完全ベル測定

金刚石 NV 中心碳核自旋量子存储器的完整贝尔测量

• 发表时间: 2020
• 作者: 中里隆也;レイエスラウスティン;今池伸晃;松田一泰;関口雄平;小坂英男
• 通讯作者: 小坂英男

量子デバイス応用のためのダイヤモンド化学気相成長

用于量子器件应用的金刚石化学气相沉积

• 发表时间: 2021
• 作者: 竹内 茉莉花，見方 尚輝，市川 公善;寺地 徳之;大谷 昇，鹿田 真一;寺地徳之;寺地徳之
• 通讯作者: 寺地徳之