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量子の制御とコンピュータ

量子の制御とコンピュータ
https://www.youtube.com/watch?v=zm5MSWobTJE

【一般】平成23年度(独)理化学研究所 和光研究所 一般公開講演会
【演者】蔡兆申(理研基幹研究所巨視的量子コヒーレンス研究チームチームリーダー)

情報を処理し、記録し、伝達することは文明の持つ最も重要な機能である。
これらの技術は、これまでは物質の「粒子的」性質が主に利用されていた。
物質のもう一つの奇妙な特性である「波動性」は量子力学の予言するものであるが、最近­この量子の波動性を利用する技術が可能になってきた。
この波動性は、コヒーレント性ともいわれ、この性質を使った革命的な情報処理(コンピ­ューター)技術も開発されつつある。
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ホログラフィック宇宙

ホログラフィック宇宙
http://www.nikkei-science.com/page/magazine/0311/hologram.html
ホログラフィック原理 (holographic principle)
http://ja.wikipedia.org/wiki/ホログラフィック原理
The Holographic Universe (Part Two)
https://www.youtube.com/watch?v=vU6yCD_sEvU&list=PLaghkxVvpW8eDFTJH8ABF0LILLzTLUA54

東大、らせんに巻いた電子スピンによる巨大な光のアイソレータ効果を発見

http://news.mynavi.jp/news/2014/08/06/157/
spin001.jpg

http://news.mynavi.jp/news/2014/08/06/157/images/001l.jpg
http://www.t.u-tokyo.ac.jp/epage/release/2014/2014080401.html
http://www.t.u-tokyo.ac.jp/pdf/2014/20140801_takahashi.pdf

らせんに巻いた電子スピンによる巨大な光のアイソレーター効果の発見 ー新しい原理によるギガヘルツ・テラヘルツ帯電磁波制御素子の実証ー: 物理工学専攻 高橋陽太郎特任准教授

東京大学大学院工学系研究科の高橋陽太郎 特任准教授、木林駿介大学院生(当時)、十倉好紀 教授および理化学研究所創発物性科学研究センターの関真一郎 ユニットリーダーらの研究グループは、物質中に生じるらせん型に配列した電子スピンが、光の進行する向きに依存して光吸収を大きく変化させる機能性を有していることを発見しました。
研究グループは、らせん型に電子スピンが配列したとき、ギガヘルツからテラヘルツの周波数帯にエレクトロマグノンと呼ばれるスピンの集団運動が現れることを発見しました。さらに、らせん型のスピン配列が持つ「磁性」と「カイラリティ」という二つの性質によって、エレクトロマグノンが巨大な磁気カイラル効果を示すことを明らかにしました。磁気カイラル効果によって、光の進行方向に依存して吸収係数を最大400%変化させることに成功しました。
将来の大容量通信等さまざまな応用が期待されている高周波のギガヘルツ帯からテラヘルツ帯では、光(電磁波)の制御のための技術開発が行われています。この結果はアイソレーターや、物質の光吸収を外部の電場や磁場で操作可能な光(電磁波)制御素子としての展開が期待できます。

真空に潜む未知の場を強いX線で探索

真空に潜む未知の場を強いX線で探索
http://scienceportal.jp/news/daily/58343/20140502.html
質量の起源とされるヒッグス粒子が2012年、欧州の大加速器LHCで発見された。これは、真空がただ空虚ではなく、ヒッグス粒子がびっしり詰まっているという「新しい真空像」を示した点でも画期的な出来事だった。真空には、ヒッグス粒子以外にも、宇宙の始まりの急激な膨張であるインフレーションを起こした場、宇宙の膨張の再加速を起こす暗黒エネルギーの場など、未知のモノがまだ複数潜んでいるのではないか。

こうした問題意識から、真空に潜む未知のモノ(場)を、世界最高強度の光を出すX線自由電子レーザー施設(SACLA、兵庫県佐用町)で、東京大学大学院理学系研究科の浅井祥仁(あさい しょうじ)教授と難波俊雄(なんば としお)助教、理化学研究所の矢橋牧名(やばし まきな)グループディレクターらが探索した。その結果を5月1日付の国際物理学誌フィジックスレターズBで発表した。細く集光したX線同士を衝突させると、未知の場がなければ、何も起きずにすれ違うだけだが、未知の何かがあると、X線が散乱される方向やエネルギーが変わるという予想を基に実験した。

今回の実験では、そうした未知のモノは見つからなかった。しかし、未知のモノは、X線領域での光子・光子散乱の断面積(反応の起こりやすさ)に対して1.7 ×10-24m2より小さいことがわかった。真空に潜む未知のモノと光の反応の強さは極めて弱い。強力な光を確実に衝突させることが実験の成否の鍵を握る。このため、研究グループは世界最高強度のX線発生装置のSACLAを使った。

シリコン単結晶から切り出した2枚の薄い刃で、10フェムト秒の超短パルスX線を1マイクロメートルの大きさまで絞り込んで確実に衝突させる技術も開発し、2013年7月23日と24日、計65万回、9時間に及ぶ衝突実験を実施した。

研究グループは「X線を用いた未知の場の探索はこの実験が初めて。SACLAは現在もその性能を向上させており、近い将来、今回よりさらに25ケタ高い感度で探索が可能になる。SACLAは、物質科学や生命科学だけでなく、素粒子や宇宙の研究のような基礎物理学にも有用である」と指摘している。
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http://scienceportal.jp/wp-content/uploads/2014/05/140502_img2_w500.jpg
図1. 真空に潜む未知の場による光の散乱の概念図
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http://scienceportal.jp/wp-content/uploads/2014/05/140502_img3_w500.jpg
図2. X線自由電子レーザー施設SACLA
(提供:理化学研究所)

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http://scienceportal.jp/wp-content/uploads/2014/05/140502_img4_w500.jpg
図3. 2枚のシリコン刃による衝突実験の模式図
SACLA
http://scienceportal.jp/tag/sacla

真空は空虚なものでは無くエネルギーに満ち溢れたものである。

トポロジカル絶縁体のディラック状態を固体と固体の界面でも検出

【物理】トポロジカル絶縁体のディラック状態を固体と固体の界面でも検出、理研など
http://anago.2ch.net/test/read.cgi/scienceplus/1393321285/-100
1 :伊勢うどんφ ★:2014/02/25(火) 18:41:25.97 ID:???
理化学研究所(理研)と東京大学は2月20日、新物質のトポロジカル絶縁体(Bi1-xSbx)2Te3薄膜とインジウムリン(InP)半導体を接合した素子を用い、
トポロジカル絶縁体に特徴的なディラック状態を固体と固体の界面で検出したと発表した。

同成果は、東京大学大学院 工学系研究科 物理工学専攻の吉見龍太郎博士課程大学院生(強相関物性研究グループ 研修生)、
菊竹航氏(強相関理論研究グループ 研修生)と、東京大学大学院 工学系研究科の塚﨑敦特任講師(現東北大学 金属材料研究所 教授および理研 客員研究員)、
ジョセフチェケルスキー特任講師(現マサチューセッツ工科大学 准教授および理研 客員研究員)、理研 創発物性科学研究センター 強相関界面研究グループの高橋圭上級研究員、
川﨑雅司グループディレクター(東京大学大学院 工学系研究科 教授)、強相関物性研究グループの十倉好紀グループディレクター(東京大学大学院 工学系研究科 教授)らによるもの。
詳細は、英国の科学雑誌「Nature Materials」に掲載される予定。

近年見いだされたトポロジカル絶縁体は、内部が絶縁状態で、表面が特殊な金属状態を示す新しい物質である。
特に、表面の金属状態はディラック電子が存在するディラック状態で、光学特性や熱特性、力学特性などに優れたナノ炭素材料のグラフェンにも見られるものである。
ディラック電子は、固体中で質量がなく、不純物の影響も小さいため、従来の半導体よりも高速で固体内を動くことができる。
この特性から、トポロジカル絶縁体は低消費電力素子としての応用が期待され、活発に研究が行われている。
しかし、これまでトポロジカル絶縁体のディラック状態は、真空と固体との境界である表面で実験的に検出されたことはあったが、実際に固体素子へ適用する上で、
必要となる固体と固体との界面では、ディラック状態の検出やその性質についての報告はなかった。

研究グループは、トポロジカル絶縁体の1つである(Bi1-xSbx)2Te3薄膜を既存の半導体材料のインジウムリン(InP)基板上に単結晶成長させ、両者を接合した素子を作製した。
そして、同素子に対して、物質界面の電気的特性を評価し、界面電子の状態を調べることが可能なトンネル伝導測定を行った。


まず、トンネル電流の大きさを磁場と電圧に対して調べた。
その結果、磁場を加えるに伴い、トンネル伝導度の変化量が電圧に対して振動する様子が観測された。
この振動はランダウ量子化と呼ばれる現象によるもので、電子の性質を調べる重要な手掛かりとなる。
さらに、この振動のピーク電圧の磁場変化を調べたところ、磁場の平方根に比例してピーク電圧が変化することが分かった。
この振る舞いはディラック電子に特徴的な振る舞いであり、検出された界面の電子状態がディラック状態であることを示している。

マイナビニュース 2014/02/21 18:39
http://news.mynavi.jp/news/2014/02/21/477/

プレスリリース
http://www.riken.jp/pr/press/2014/20140220_2/digest/
http://www.riken.jp/pr/press/2014/20140220_2/

Nature Materials
Dirac electron states formed at the heterointerface between a topological insulator and a conventional semiconductor
http://www.nature.com/nmat/journal/v13/n3/abs/nmat3885.html
2 :伊勢うどんφ ★:2014/02/25(火) 18:43:01.88 ID:???
>>1の続き

次に、界面でのディラック電子の速度(フェルミ速度)を試料組成比に対して調べた。磁場に対するピーク電圧の変化を解析することにより、
このフェルミ速度を求めることができる。
解析の結果、フェルミ速度は、組成に対して系統的に変化しており、
その速度がこれまで報告されていた同物質における表面に存在するディラック電子の速度とほぼ同じであることが分かった。
これにより、表面のディラック状態が、固体と固体との界面においても保持されていることを実証した。



ダイオードの最も基本的動作は整流作用だが、今回それをトポロジカル絶縁体で初めて実証した。
今後、3端子デバイスへの拡張が図れることができれば、ディラック状態を用いた高移動度トランジスタや低消費電力の論理回路などへの応用も期待できる。
また、従来、トポロジカル絶縁体であるかどうかの判別には、表面ディラック状態の光電子分光による観察が主だったが、
今回適用した固体界面でのトンネル伝導測定は今後の物質判別手法として重要になると考えられるとコメントしている。
18 :名無しのひみつ:2014/02/25(火) 19:30:42.46 ID:2pyB9a7E
人が立っているね

http://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/2011/images/32/04-b.jpg
22 :名無しのひみつ:2014/02/25(火) 19:45:51.34 ID:ZICzVOuK
>>1

記事書いたやつはバカだろ、

ボキャの羅列は悪文の典型。
24 :名無しのひみつ:2014/02/25(火) 19:51:27.88 ID:HF0oLOsd
>>22
いや
このへんを理解しようとすると素養部分でのハードルがかなり高い
記事書いた人が理解しているかどうかは分からないが、
研究している当事者の記述でさえ、門外漢には理解しにくい

対称性の破れた凝縮系におけるトポロジカル量子現象
http://www.topological-qp.jp/
73 :名無しのひみつ:2014/02/28(金) 18:12:26.02 ID:HK2a9T6h
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%87%E3%82%A3%E3%83%A9%E3%83%83%E3%82%AF%E6%96%B9%E7%A8%8B%E5%BC%8F

http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%88%E3%83%9D%E3%83%AD%E3%82%B8%E3%82%AB%E3%83%AB%E7%B5%B6%E7%B8%81%E4%BD%93
トポロジカル絶縁体(英: Topological insulator)とは、バルク部分は絶縁体であるが物質界面は導電性を示す[1]
時間反転対称性と自明なトポロジカル秩序(英語版)を有する物質のことである。
通常のバンド構造の絶縁体も、導電性、表面準位を保持することが可能であるが、
トポロジカル絶縁体は粒子数の保持と時間反転対称性によってSPT秩序(英語版)という特有の性質を持つ。
http://en.wikipedia.org/wiki/Topological_order
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