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Dark Matter Search Using Quantum Sensing

使用量子传感进行暗物质搜索

基本信息

批准号：
22K18711
负责人：
日下暁人
金额：
$ 4.16万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は、超伝導量子ビット「トランズモン」を用いた量子センシングによる暗黒物質探索と、それを発展させた将来実験のための技術開発を行なう。トランズモンは5 GHz付近の共振周波数を持つ非線形超伝導共振器であり、今最も注目される量子ビット素子の一つである。これを用いて量子非破壊測定を行なえば、5 GHz の光子 (~20 ueV) やそれと結合する準粒子の単一量子測定を、量子雑音の限界を超えた精度で達成できる。近年、Axion・暗黒光子・軽い暗黒物質など、多様な暗黒物質候補の探索が求められており、これはトランズモンによる低エネルギー検出の格好な応用対象となる。1年度目においては、マグノンと量子ビットの結合系についてそれを用いた暗黒物質探索実験に向けた研究開発を進めた。特に、複数の読出し手法を用いた場合の探索感度の比較研究や、マグノン媒質YIGの体積を増やすことに向け、大きなYIGにおけるマグノン共鳴の評価などの研究を進める事ができた。

This study は, super 伝 quantum ビット "トランズモン" を with いた quantum センシングによる dark black material exploring と, それを発 exhibition させた future be 験のための technology open 発を line なう. トランズモンは pay nearly 5 GHz の resonance frequency count を hold つ nonlinear super 伝 guide resonator であり, today the most もされる quantum ビット element child の a つである. これを with いて quantum not broken line 壊 determination をなえば, 5 GHz の photons (~ 20 ueV) やそれと combining する quasiparticle の単 a quantum measurement, quantum 雑を sound の limit を super えでた precision reached できる. In recent years, Axion, dark black photons, 軽い dark black substance など, many others な dark black material alternate の explore が o められており, これはトランズモンによる low エネルギー検の lattice good な応 use like と seaborne なる. 1 year においては, マグノンと quantum ビットの combination system についてそれを with いた dark black material to explore be 験に to けた research open 発を into めた. に, plural の読 out し gimmick を with いた occasions のの comparative study to explore sensitivity や, マグノン medium YIG のを volume raised やすことにけ, big きな YIG におけるマグノン resonance の review 価などをの research into める matter ができた.