中村康伸
日本の物理学者
中村康伸
中村康伸
生まれる（1968年2月2日）1968年2月2日（57歳）
大阪、日本[5]
知られている「ハイブリッド量子情報システム」に関する研究。[1] [2]クーパー対ボックス型超伝導 電荷量子ビット のコヒーレント制御の初実証。[3] [4]
受賞歴2021年墨子量子賞
科学者としてのキャリア
フィールド量子情報科学、超伝導量子コンピューティング

中村 泰信（なかむら やすのぶ）は日本の物理学者。東京大学先端科学技術研究センター（RCAST）[6]の教授であり、理化学研究所創発物性科学研究センター（CEMS）の超伝導量子エレクトロニクス研究グループ（SQERG）の主任研究者でもある。 [ 7]彼は主に量子情報科学の分野に貢献しており、[8]特に超伝導量子コンピューティングとハイブリッド量子システム[9] [10] [ 11]において貢献している。

教育と初期の仕事

幼少期、中村の家族は大阪から東京の日の出町に移住し、そこで幼少期の教育を受けた。[12]彼は東京大学で理学士（1990年）、理学修士（1992年）、博士号（2011年）を取得した。1999年、 NECの研究員として、中村は共同研究者のユーリ・パシュキン、ジョー・シェン・ツァイと共に「固体電子デバイスにおける量子ビットの電気的コヒーレント制御」[3]を実証し、2001年にはミシェル・デヴォレらが1998年に開発した構成において「クーパー対ボックス内の2つのジョセフソン準位間の遷移に関連するラビ振動の初測定」[13] [14]を実現した。[13] [15]

2000年、中村はNECにおける「ナノスケール超伝導デバイスの量子状態制御」の研究により、応用物理学会の「若手研究者」に選出された。 [16] 2001年から2002年にかけて、NECを離れ、デルフト工科大学のハンス・ムーイ （ドイツ）のグループを訪れ、イリネル・キオレスク、キース・ハーマンス、ムーイと共に世界初の磁束量子ビットを開発した。[17] [18] [19] 2003年、 MITテクノロジーレビューの35歳未満のトップイノベーターの一人に選出され、編集者は「中村と共同研究者は、当時予測されていたものの実証されたことのない方法で2つの量子ビットを相互作用させることに成功した」と評した。 [20]

現在の仕事

2016年10月3日付けで[アップデート]、科学技術振興機構（科学技術振興機構）は、戦略的創造研究推進事業（ERATO）プログラムを通じて中村の研究に対する資金提供を発表した。[21]「マクロ量子マシン」[22]と題されたこのプロジェクトは、量子コンピューティング分野の発展に向けて、量子状態制御技術を飛躍的に向上させることを目指している。主な焦点は、量子情報処理技術を実装するための拡張性の高いプラットフォームの開発と、マイクロ波量子光学とインターフェースするハイブリッド量子システムの作成である。2018年の日経サイエンス [ja]の記事では、100個の超伝導量子ビットを備えた量子コンピュータの構築に向けた作業が進行中であることが発表された。[23] 2019年、文部科学省はQLEAPと呼ばれる量子技術プロジェクトを立ち上げ、中村は量子情報処理コンポーネントのチームリーダーを務めた。[24]このプロジェクトは、学界と産業界の協力を強化し、10年間かけて超伝導量子コンピュータやその他の量子技術を開発することを目指しています。

磁束量子ビットと超伝導 マイクロ波空洞は、パラメトリック位相同期発振器に接続された結合システムを形成する。2016年にNature Communications誌に掲載された論文「人工Λ型三準位システムを用いた単一マイクロ波光子検出器」において、中村氏らはこの三準位システムを操作し、単一光子を「0.66±0.06の効率、0.014±0.001の低い暗計数確率、約400ナノ秒のリセット時間」で検出した。[25]

中村氏と共同研究者は、これまで、単一マイクロ波周波数光子の効率的な検出、[25] 、超伝導量子コンピューティング環境における準粒子の抑制による量子ビットのコヒーレンス 時間の改善、[26]「伝播するマイクロ波光子を飛行量子ビットとして使用して、遠隔の超伝導原子間に最大のエンタングルメントを生成する決定論的スキーム」の開発、 [27]、および強磁性球の集団磁気モードと超伝導量子ビット間の強力なコヒーレント 結合によるハイブリッド量子システムの実現に関する研究成果を発表してきた。[1]

最近では、超伝導量子ビットを使用して、マグノン数の量子状態を分解する、[28] [29]、定量的に非古典的な光子数分布を作成する、[30]、表面弾性波（SAW）共振器 の変動を測定する、 [31] 、量子非破壊（QND）検出実験で巡回マイクロ波光子を測定する、 [32] [33]超伝導回路はその後、マクスウェルの悪魔による情報から仕事への変換を実現するために使用され、[34] 電波と可視光が表面弾性波に光機械的に結合され、 [35]ジョセフソン接合アレイ内の整列した渦格子が観測されました。[36]

中村氏は、ウィーン大学[ 37] 、ハーバード大学理論原子分子光物理学研究所[38]、[39]、国立研究能力センターの量子科学技術モンテ・ベリタ会議[40]、ウォータールー大学量子コンピューティング研究所[41] 、シカゴ大学分子工学研究所[ 42 ]、量子光学・量子情報研究所（IQOQI）[43] 、イェール大学イェール量子研究所[44]など、量子情報科学の会議やセミナーで何度も講演している。

2020年、中村は「超伝導量子ビットのコヒーレントな時間依存操作の初めての実証と、超伝導量子回路、マイクロ波量子光学、ハイブリッド量子システムの開発への貢献」により、アメリカ物理学会のフェローに選出された。[45]

栄誉と賞

参考文献

  1. ^ ab Y. Tabuchi、S. Ishino、A. Noguchi、T. Ishikawa、R. Kawasaki、K. Usami、および Y. Nuclear、「強磁性マグノンと超伝導量子ビット間のコヒーレント結合」、サイエンス 349、405-408 (2015)、doi :10.1126/science.aaa3693
  2. ^ Y. Tabuchi, S. Ishino, T. Ishikawa, R. Yamazaki, K. Usami, and Y. Nakamura, "Hybridizing Ferromagnetic Magnons and Microwave Photons in the Quantum Limit", Physical Review Letters 113 , 083603 (2014), doi :10.1103/PhysRevLett.113.083603, arxiv:1405.1913
  3. ^ Y. Nakamura, Yu. A. Pashkin, J.- S. Tsai , 「単一クーパー対ボックスにおけるマクロ量子状態のコヒーレント制御」, Nature 398 , 786-788 (1999), doi :10.1038/19718, arXiv:9904003
  4. ^ T. Yamamoto, Yu. A. Pashkin, O. Astafiev, Y. Nakamura, J.- S. Tsai, 「超伝導電荷量子ビットを用いた条件付きゲート操作の実証」, Nature 425 , 941-944 (2003), doi :10.1038/nature02015, arxiv:0311067
  5. ^ 「RIKEN、量子コンピューターへの取り組み」2007年8月17日. 2017年6月19日閲覧。
  6. ^ 「研究グループ」 。 2016年12月21日閲覧。
  7. ^ 「超伝導量子エレクトロニクス研究グループ」 。 2020年10月22日閲覧。
  8. ^ TD Ladd、F. Jelezko、R. Laflamme、Y. Nakamura、C. Monroe、JL O'Brien、「量子コンピュータ」、Nature 464、45-53（2010）、doi :10.1038/nature08812、arxiv:1009:2267
  9. ^ “マイナビニュース”. 2015-07-10 。2016 年 12 月 22 日に取得。
  10. ^ “ようこそ量子インタビュー”. 2016-11-15 。2016 年 12 月 22 日に取得。
  11. ^ 「サイエンスデイリー 2015」 2015年8月3日. 2016年12月22日閲覧。
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  15. ^ V. Bouchiat、D. Vion、P. Joyez、D. Esteve、MH Devoret、「単一クーパーペアによる量子コヒーレンス」、Physica Scripta T76、165-170 (1998)、doi :10.1238/Physica.Topical.076a00165
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