宇宙量子コンピューティング連携研究部門Space Quantum Computing Collaborative Research Division
研究概要Research overview
部門長Department head
井上弘士・シス情Hiroshi Inoue, System Engineering
部門の目的Department Objectives
量子計算、先端量子デバイスにおける宇宙応用研究。Space application research on quantum computing and advanced quantum devices.
3〜5年の主な取り組みMain initiatives for the next 3 to 5 years
宇宙環境での稼働動作を想定したコンピューティング技術トポロジカル物質に付随するマヨラナ粒子の検出。分子エレクトロニクスデバイスの制御と分光。イオン性物質の量子状態の解明。Computing technology designed for operation in space environments. Detection of Majorana particles associated with topological materials. Control and spectroscopy of molecular electronics devices. Elucidation of the quantum state of ionic materials.
将来想定されるテーマ及び波及効果Anticipated future themes and ripple effects
宇宙データセンター構想。マヨラナ粒子の制御とそれを用いた量子ビットデバイス開発。Space data center concept. Control of Majorana particles and development of quantum bit devices using them.
主な研究テーマMain research themes
量子計算 、 先端量子デバイ スにおける宇宙応用研究Space application research on quantum computing and advanced quantum devices
井上教授Professor Inoue
トポロジカル物質に付随するマヨラナ粒子の検出Detection of Majorana particles associated with topological materials
笠原教授Professor Kasahara
メンバーMember
井上 弘士Koji Inoue
教授professor
所属Affiliationシステム情報科学研究院Faculty of Information Science and Electrical Engineering
研究分野Research Field
コンピュータアーキテクチャComputer Architecture
恩田 健Ken Onda
教授professor
所属Affiliation理学研究院Faculty of Science
研究分野Research Field
無機・分析化学Inorganic/analytical chemistry
笠原 裕一Yuichi Kasahara
教授professor
所属Affiliation理学研究院Faculty of Science
研究分野Research Field
量子物性実験quantum physics experiments
木村 崇Takashi Kimura
教授professor
所属Affiliation理学研究院Faculty of Science
研究分野Research Field
量子物性実験quantum physics experiments
寺嵜 亨Akira Terasaki
教授professor
所属Affiliation理学研究院Faculty of Science
研究分野Research Field
物理化学physical chemistry
廣川 真男Masao Hirokawa
教授professor
所属Affiliationシステム情報科学研究院Faculty of Information Science and Electrical Engineering
研究分野Research Field
数理物理学mathematical physics
中村 祥子Sachiko Nakamura
准教授Associate Professor
所属Affiliation理学研究院Faculty of Science
研究分野Research Field
量子物性実験quantum physics experiments
田島 裕康Hiroyasu Tajima
准教授Associate Professor
所属Affiliationシステム情報科学研究院Faculty of Information Science and Electrical Engineering
研究分野Research Field量子情報理論quantum information theory
- 極低温環境を想定した古典コンピュータアーキテクチャに関する研究Research on classical computer architecture for cryogenic environments
- 極低温環境を想定した量子コンピュータアーキテクチャに関する研究Research on quantum computer architecture for cryogenic environments
- 量子古典ハイブリッドコンピュータアーキテクチャに関する研究Research on quantum-classical hybrid computer architecture
- 自然エネルギーを活用したコンピュータアーキテクチャに関する研究Research on computer architecture utilizing natural energy
- フェムト秒レーザーを用いた超高速分光装置の開発とその応用Development of Ultrafast Spectroscopy Systems Using Femtosecond Lasers
- 光機能性材料における超高速過程の解明Elucidation of Ultrafast Phenomena in Photofunctional Materials
- 有機エレクトロニクスデバイスにおける電子、振動コヒーレンスの観測と制御Observation and Control of Electronic and Vibrational Coherence in Organic Electronic Devices
- 強相関電子系トポロジカル物質において量子計算の担体となる創発準粒子（主にマヨラナ粒子および非可換エニオン）の探索・検出・制御の実験研究Experimental research into the search, detection, and control of emergent quasiparticles (mainly Majorana particles and non-Abelian anyons) that serve as the driving force for quantum computation in strongly correlated electron topological materials
- 有力プラットフォームであるキタエフ量子スピン液体物質における創発準粒子の電気・磁気的な検出および制御技術の開発Development of electric and magnetic detection and control technologies for emergent quasiparticles in Kitaev quantum spin liquid materials, a promising platform
- ヘテロ構造デバイス、微細加工技術および量子センサーを用いた検出技術や量子ビットの提案と検証Proposal and verification of detection technologies and quantum bits using heterostructure devices, microfabrication technology, and quantum sensors
- 宇宙環境でも動作可能な量子計算デバイスへの展開Development of quantum computing devices that can operate in space environments
- ナノ構造における革新的スピン流制御法の開発Development of innovative methods for controlling spin current in nanostructures
- 次世代スピントロニクスに資する新規物質の探索Search for new materials that contribute to next-generation spintronics
- スピン流を用いた機能性物質の量子特性制御手法の確立Establishment of a method for controlling the quantum properties of functional materials using spin current
- スピン流を活用した新奇量子物性の開拓Exploring novel quantum physical properties using spin currents
- 量子物質の精密合成： 質量分析法による、原子数を正確に制御した 金属クラスターの生成実験Precision synthesis of quantum materials: Experiments using mass spectrometry to generate metal clusters with precisely controlled atomic numbers
- 分光実験による量子状態測定： 光吸収分光、光電子イメージング分光Quantum state measurement by spectroscopic experiments: optical absorption spectroscopy, photoelectron imaging spectroscopy
- 超原子物質の探索： 元素戦略、量子材料創製を目指した新物質開拓Search for superatomic materials: Element strategy, development of new materials aimed at creating quantum materials
- 量子・古典ハイブリッドコンピューティングシステムにおける量子高級プログラミング言語から量子回路に跨るコンパイリングとトランスパイリングの理論研究Theoretical research on compiling and transpiling from quantum high-level programming languages to quantum circuits in quantum-classical hybrid computing systems
- 古典および量子ノイズのフィルタリングの理論研究とその物理層セキュリティシステムへの応用研究Theoretical research on filtering of classical and quantum noise and its application to physical layer security systems
- 自然界に現れると予想される未検証の量子現象を実験室内で量子情報デバイスを用い実験検証するという意味での量子シミュレーションの理論研究Theoretical research into quantum simulation, in the sense of experimentally verifying unproven quantum phenomena that are expected to appear in nature using quantum information devices in the laboratory.
- 超伝導物質におけるトポロジカルソリトンの超高速制御についての実験研究Experimental study on ultrafast control of topological solitons in superconducting materials
- スピントロニクス物質の薄膜における超高速磁化ダイナミクスの分光学的研究Spectroscopic studies of ultrafast magnetization dynamics in thin films of spintronic materials
- 量子物質における空間・時間反転対称性の破れによる新奇な量子相および光学応答の発現についての実験研究Experimental research into the emergence of novel quantum phases and optical responses due to the breaking of space-time reversal symmetry in quantum materials
- 強相関量子物質の線形・非線形テラヘルツ時間領域分光のための先進技術開発Development of advanced techniques for linear and nonlinear terahertz time-domain spectroscopy of strongly correlated quantum materials
- 対称性存在下での量子情報処理に対する普遍的な制限の解析Analysis of universal restrictions on quantum information processing in the presence of symmetries
- 上記制限を拡張した、対称性と不可逆性と量子性の間の一般的なトレードオフ構造の特定Identifying a general trade-off structure between symmetry, irreversibility, and quantumness by extending the above restrictions
- 非対称性のリソース理論におけるiid状態変換およびnon-iid状態変換を特徴づけるリソース指標の同定Identifying resource indices characterizing iid and non-iid state transformations in asymmetric resource theory
- 古典熱機関を拘束するパワー・効率トレードオフの量子効果による実効的無効化の理論と、実験検証Theory and experimental verification of quantum effects effectively nullifying the power-efficiency trade-off that constrains classical heat engines
- 量子性による不可逆性抑制の一般論の構築Construction of a general theory of irreversibility suppression by quantum
