Development of Spin Coherent Microscopy with Time and Space Resolutions Dedicated for Quantum Information Processes

开发专用于量子信息处理的具有时间和空间分辨率的自旋相干显微镜

基本信息

  • 批准号:
    19H05621
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 122.39万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2019-06-26 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

研究成果の概要量子コンピューターの物理的単位を担うキュービット(qubit)の開発競争が高まっており、その開発は喫緊の課題である。分子スピンをキュービットとして用いた量子情報処理のデモンストレーション(ショアのアルゴリズム)はすでに2000年に行われており、他のqubit候補に対する優位性は示されている。それには分子の優れた特性と電子スピン共鳴(ESR)・核磁気共鳴(NMR)電子機器の精度の高さが成功の理由としてあげられる。しかし、測定には10億個の分子の集団が要求され、大型なESR/NMR装置が必要なことと合わせて、次世代の量子コンピューター利用には課題が残る。その解決のため、単一分子に電流を用いてESR/NMRと同様の量子操作が行えれば、分子スピンは一挙にqubitの最有力候補となる可能性を持つ。本実験では単分子で磁石のようにスピンの方向を保持できる単分子磁石、テルビウム・フタロシアニン錯体(TbPc2)分子を用いて、磁場中に置かれたトンネル接合にラジオ波(RF波)を入射しその共鳴を得ることで、単分子について従来のESRと同等の信号を得ることに成功し、分子の結晶で得られるESR情報とは異なる単分子の化学状態を観察した。本手法は量子コンピューターに応用するのに十分なエネルギー精度をもっており電流を用いた分子スピンのキュービット応用への道をひらくと期待される。具体的には単分子で磁石の性質を示す単分子磁石である、テルビウム(Tb)原子を上下から環状化合物のフタロシアニン(Pc)配位子でサンドイッチした分子(TbPc2分子)を用い、磁場中のトンネル接合に配置し、RF波を入射することで、従来化学分析に用いられるESRと同等のエネルギー精度を持つ信号を単一分子から検出することに成功した。結果はACS NanoLettersに掲載され、新聞発表が取り上げられるなど反響を集めた。
Summary of research results The physical unit of quantum computing is a challenge for the development of a high level of competition and development. Molecular quantum information processing in 2000, the first phase of the study, his qubit candidate for the priority of the study. The high accuracy of electronic machines based on ESR and NMR is the reason for their success. For the first time, the collection of 1 billion molecules is required, and large-scale ESR/NMR devices are necessary. For the next generation, quantum technology is still a problem. The most powerful candidate for a molecular current is the possibility of a molecular current using ESR/NMR. In this case, the direction of the single molecule magnet is maintained. The single molecule magnet, the single molecule magnet, the single molecule magnet. The ESR information obtained from the crystallization of molecules is different from that obtained from the chemical state of molecules. The method is very accurate. The properties of specific molecules are shown in the molecular magnet, the atom, the cyclic compound, the ligand, the molecule (TbPc2 molecule), the configuration of the electron bond in the magnetic field, the incidence of RF waves, and the equivalent precision of ESR in chemical analysis. Results ACS NanoLetters was published and news reports were collected.

项目成果

期刊论文数量(43)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Bis(phthalocyaninato) Terbium (iii) (TbPc2), a Single Molecule Magnet on Superconductor NbSe2 Showing Coexistence of Kondo Screening and Yu-Shiba-Rusinov (YSR) States
双(酞菁)铽 (iii) (TbPc2),超导体 NbSe2 上的单分子磁体,显示近藤屏蔽和 Yu-Shiba-Rusinov (YSR) 态共存
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Hossain Mohammad Ikram;Ferdous Ara;S.M.F. Shahed;T. Takaoka;T. Komeda
  • 通讯作者:
    T. Komeda
低配位ランタノイド錯体の合成、及び磁気特性
低配位稀土配合物的合成及磁性能
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Taninouchi Yu-ki;Okabe Toru H.;佐藤鉄・加藤恵一・山下正廣
  • 通讯作者:
    佐藤鉄・加藤恵一・山下正廣
Development of Chemical Recognition Function for MoS2 Field-Effect-Transistor (FET) Sensor
MoS2 场效应晶体管 (FET) 传感器化学识别功能的开发
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    豊田 雄一朗;阿加 賽見;佐藤 光晴;松浦 昌志;手束 展規;杉本 諭;Tadahiro Komeda
  • 通讯作者:
    Tadahiro Komeda
Probing the breakdown of topological protection: Filling-factor-dependent evolution of robust quantum Hall incompressible phases
  • DOI:
    10.1103/physrevresearch.2.013128
  • 发表时间:
    2020-02-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Tomimatsu,T.;Hashimoto,K.;Hirayama,Y.
  • 通讯作者:
    Hirayama,Y.
Even-denominator fractional quantum Hall state in conventional triple-gated quantum point contact
  • DOI:
    10.35848/1882-0786/ac4c35
  • 发表时间:
    2022-02-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    Hayafuchi, Yasuaki;Konno, Ryota;Hirayama, Yoshiro
  • 通讯作者:
    Hirayama, Yoshiro
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