Annual Report No.29 2015 イットリウム鉄ガーネット中の静磁波とマイクロ波共振器の強結合状態の実現 Strong Coupling of a Magnetostatic Mode in Yttrium Iron Garnet to a Microwave Resonator H26海自30 派遣先フランス固体物理学会（フランス・パリ）期　間平成26年8月16日～平成26年8月31日（16日間）申請者東京大学　先端科学技術研究センター　特任研究員　田　渕　豊ピンが強固に結合する強磁性体を用いてこの海外における研究活動状況課題に挑戦している。この莫大な数のスピン集研究目的団はマイクロ波電磁場と強く結合し、スピンか欧州ではスピン集団と超電導回路、またスピら超伝導ビット間の情報変換速度を大きく改ン集団と光などを用いたハイブリッド量子系の善する。また強磁性はスピン同士の結合により、研究が量子メモリ、量子トランスデューサを目試料全体にわたる強固な静磁波モードを形成的として盛んに研究されている。本研究では強する。本研究では強磁性体の中でも損失の少磁性という新奇性の高い材料を用いたハイブない絶縁体に注目し、コヒレーンス時間の長リッド量子系を注目度の高い国際会議にて発いイットリウム鉄ガーネット単結晶試料中の均表する。また個別に研究室を訪問し、セミナー一歳差運動モードに注目する。発表を通して議論する。海外渡航以前までに、マイクロ波共振器とイットリウム鉄ガーネットの均一歳差運動モー海外における研究活動報告ドの強結合状態の実現、そして超伝導量子ビッ本研究は、イットリウム鉄ガーネット球状トと均一歳差運動モードとの強結合を実現し単結晶中の静磁波を用いた量子トランスデューていた。さらに渡航間際に行った実験により、サの開発を目指している。量子トランスデュー超電導量子ビットと強磁性体とのコヒーレントサは異なるメディア間をつなぎ、量子情報をやな振動を観測している。本海外渡航ではこれらりとりすることのできるデバイスである。我々の成果をドイツ・コンスタンツにて行われた国は長距離通信の可能な光から、量子情報処理際会議 SpinQubits2にて招待講演し、フランス・に優れた超伝導量子回路との間の量子トランパリにおこわわれたCondensed Matter is Parisにスデュースを目指している。従来は常磁性スピて発表した。またスイス・フランス・オランダンと超伝導回路との複合量子系や、薄膜振動の各研究機関にて計5回セミナー発表し、議論子などがこの変換媒体の有力な候補であった。した。しかしその変換帯域幅や変換効率の改善が課ドイツで行われたSpinQubits2では半導体量題となっている。本研究では10の19乗個のス子ドットやダイヤモンド中の窒素空孔欠陥スピ ─ 420 ─ The Murata Science Foundation ンを研究する研究者が集まる国際会議である。に我々の実験に関してコメントや改善に直結その中で強磁性体と超伝導回路を用いた量子するアドバイスを頂いた。またそれぞれ訪れた情報処理の発表とかなり異色な講演となった研究室では実験室ツアーが催され、量子光学、が、質問や後の議論を通じて多くの人からコ超電導量子ビット、ジョセフソンパラメトリッメントやアドバイスを得た。特に巨視的なスピク増幅器、高速信号処理回路など海外の最新ンを用いたスピントロニクス分野の実験・理論の実験技術と学んだ。特に海外の情報処理回の研究者と、我々の手法の応用可能性につい路は非常に進んでおり、F P G Aを用いた高速て議論した。このマイクロ波共振器と超伝導ディジタル処理は非常に魅力的であった。ま量子ビットをツールとしたスピン自由度の探究たハードウェアを専門にしている技官の方ともは、非常に有意義な研究となると結論した。議論する時間をとり、実験や実装上のアドバイフランスで行われたC o n d e n s e d M a t t e r i n スを頂いた。 Parisは欧州中の固体物理研究者が最新の研究まとめとして、今回の海外派遣により我々のを発表する国際会議である。我々の成果を発研究成果を欧州中の研究者にアピールし、ま表すると同時に、多くのスピントロニクス分野たさらに多くの研究者と議論し研究を深めるこの研究者から反響があり、光との結合可能性とができた。また会議の聴講や研究室訪問をや、回路電磁力学を使った新奇測定法や実験通して最新の研究動向を得るだけでなく、個々手法に関して議論した。また固体物理に関すの技術の難しさ、研究上の課題等を直接的にる最近のホットトピックの情報収集にも努め聞くことができたのは大きな成果である。た。多体量子現象を扱う固体物理分野の諸問この派遣の研究成果等を発表した題を量子シミュレータにより解決する手法など、量子情報分野と固体物理と領域を超えた研究者の議論が非常に魅力的であった。著書、論文、報告書の書名・講演題目 1） Y.Tabuchi, et al., Hybridizing Ferromagnetic Magnons and Microwave Photons in the Quantum 各国での研究室訪問の際に行ったセミナーでは、我々の最新の結果である超伝導量子ビッ Limit, Phys. Rev. Lett. 113, 083603（2014）. 2） T. Tabuchi, et al., Coherent coupling between トと強磁性体中の均一歳差運動モードとのコヒーレント振動に関して議論した。議論の際 ─ 421 ─ ferromagnetic magnon and superconducting qubit, arXiv: arXiv:1410.3781（2014）.