理系にゅーす

理系に関する情報を発信! 理系とあるものの文系理系関係なく気になったものを紹介します!

スポンサーリンク

量子

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック
1: 2015/11/05(木) 12:35:00.50 ID:???.net
粒子と反粒子が同じである「マヨラナ粒子」の存在を理論的に確認―NIMS川上拓人氏ら | サイエンス - 財経新聞
http://www.zaikei.co.jp/article/20151104/276965.html
自身の反粒子に等しい奇妙なマヨラナ粒子、物質の中での確認に大きく前進 | NIMS
http://www.nims.go.jp/news/press/2015/10/201510210.html

画像
http://www.nims.go.jp/news/press/2015/10/hdfqf1000006wf3b-img/hdfqf1000006wf6q.jpg
プレスリリースの図1: トポロジカル超伝導体の量子渦に局在するマヨラナ粒子の模式図と理論計算による超伝導準粒子励起密度分布。


 物質・材料研究機構(NIMS)の川上拓人特別研究員・古月暁主任研究者のグループは、今年1月に中国の研究グループによって報告された「特殊な超伝導状態に関する実験結果」がマヨラナ粒子と呼ばれる粒子の存在証拠になっていることを理論的に示した。

 粒子と反対の電荷を持つ粒子は、反粒子と呼ばれており、その存在も実証されている。例えば、電子の反粒子として陽電子が存在する。E.マヨラナは、電荷が中性で反粒子も自身に等しい粒子(マヨラナ粒子)の存在を提案したが、こちらは提唱から80年近く経った今でも存在が確認されていない。

 一方、今年になって上海交通大学の実験グループが、従来型のs波超伝導体基盤の上に3次元トポロジカル絶縁体薄膜を成長させ、走査型トンネル顕微鏡(STM)を用いて、超伝導量子渦の中心部で大きなゼロエネルギー準粒子励起密度を観測している。

 本研究では、従来型s波超伝導体とトポロジカル絶縁体のヘテロ構造について、Bogoliubov-de Gennes方程式を解くことによって、準粒子励起を解析した。

続きはソースで

ダウンロード


引用元: 【素粒子物理学】粒子と反粒子が同じである「マヨラナ粒子」の存在を理論的に確認 NIMS

粒子と反粒子が同じである「マヨラナ粒子」の存在を理論的に確認 NIMSの続きを読む

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック
1: 2015/10/22(木) 21:57:52.34 ID:???.net
京大、電気から光への変換効率100%を達成できる有機EL材料を開発 | マイナビニュース
http://news.mynavi.jp/news/2015/10/22/448/
効率100%で電気を光に変換する有機EL材料の高性能化に成功 — 京都大学
http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2015/151019_1.html
http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2015/documents/151019_1/01.pdf

画像
http://n.mynv.jp/news/2015/10/22/448/images/011l.jpg
(a)は新たに開発されたTADF材料「DACT-II」の分子構造と特長。(b)は「DACT-II」を発光材料に用いた有機ELデバイスの効率とEL発光時の様子。(c)は「DACT-II」を発光材料に用いた有機膜の一重項励起子から光への変換効率の温度依存性


京都大学(京大)は10月21日、外部量子効率100%で電気を光に変換する有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)材料を高性能化することに成功したと発表した。

同成果は、同大の梶弘典 化学研究所教授、福島達也 助教、志津功將 助教、鈴木克明 研究員らと、九州大学 最先端有機光エレクトロニクス研究センターの安達千波矢 センター長らで構成される研究グループによるもの。詳細は国際学術雑誌「Nature Communications」(オンライン版)に掲載された。

電気を光に変える素子であり、次世代のディスプレイや照明として期待される有機ELだが、従来は電気から外部に取り出せる光への変換効率(外部量子効率)を高めるためにIrやPtといった希少元素が必要となっていた。そのため、近年、そうした希少元素を用いなくても高い外部量子効率を得られる熱活性化型遅延蛍光(TADF)材料の研究が進められてきており、2012年には外部量子効率19.3%を達成した発光材料「4CzIPN」が開発されるなど、高性能化に向けた研究が各地で進められている。

今回、研究グループでは、コンピュータを用いた理論化学計算を活用することで、材料の分子構造と発光特性の相関を解明。その知見を活用し、炭素、水素、窒素のみで構成される新たな分子「DACT-II」を設計し、幅広い温度領域、輝度領域において、高効率で電気を光に変換することに成功したとする。

続きはソースで

ダウンロード

引用元: 【材料科学】効率100%で電気を光に変換する有機EL材料の高性能化に成功 京大など

効率100%で電気を光に変換する有機EL材料の高性能化に成功 京大などの続きを読む

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック
1: 2015/09/28(月) 17:54:48.78 ID:???.net
東大など、単一光子源方式で従来比2倍となる120kmの量子暗号鍵伝送に成功 | マイナビニュース
http://news.mynavi.jp/news/2015/09/28/259/
日経プレスリリース
http://release.nikkei.co.jp/detail.cfm?relID=396824&lindID=5

画像
http://n.mynv.jp/news/2015/09/28/259/images/001l.jpg
量子暗号鍵伝送の結果
http://n.mynv.jp/news/2015/09/28/259/images/002l.jpg
量子ドットを含む光学的ホーン構造の電子顕微鏡写真と、単一光子発生の模式図
http://n.mynv.jp/news/2015/09/28/259/images/003l.jpg
今回開発された1.5μm帯高純度単一光子源
http://n.mynv.jp/news/2015/09/28/259/images/004l.jpg
今回開発された長距離量子鍵伝送システム


東京大学(東大) ナノ量子情報エレクトロニクス研究機構、富士通研究所、NECの3者は9月28日、共同で単一光子源を組み込んだシステムで世界最長となる120kmの量子暗号鍵伝送に成功したと発表した。

同成果は、東大の荒川泰彦教授ら、富士通研、NECの研究グループによるもの。詳細は9月25日発行の「Scientific Reports」(電子版)に掲載された。

量子暗号は、第3者が鍵情報を伝送路上で盗み見ようとすると、光子に状態変化が生じるといった特性から、高度な秘匿通信を実現する技術として期待されている。実現には、単一光子源と呼ばれる光子を1個ずつ正しく生成するための装置が必要とされるが、従来はレーザー光を弱めた減衰レーザー光による疑似的な単一光子源が主に用いられており、これだと、鍵情報を盗み取れる可能性があった。一方、疑似ではない量子ドット単一光子源を組み込んだ量子暗号システムでは、単一光子の発生段階で余計な光子が混じることにより生じる単一光子源の高い複数光子発生率と、半導体検出器で光子を検出する際の高い雑音という2つの影響を受け、長距離伝送に有利な1.5μm波長帯においても安全鍵伝送可能距離は50kmにとどまっていた。

続きはソースで

images


引用元: 【量子情報科学/ナノテク】単一光子源方式で従来比2倍となる120kmの量子暗号鍵伝送に成功 東大など

単一光子源方式で従来比2倍となる120kmの量子暗号鍵伝送に成功 東大などの続きを読む

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック
1: 2015/09/28(月) 20:58:56.60 ID:???*.net
2015年09月28日
 東京大学ナノ量子情報エレクトロニクス研究機構の荒川泰彦教授らと富士通研究所(川崎市中原区)、NECは共同で、単一光子源を組み込んだ新しい量子暗号システムを開発し、従来比2倍以上の120キロメートルと世界最長の量子暗号鍵伝送に成功した。
都市圏における究極に安全な通信の実現が近づく。

 盗聴が不可能で高い安全性を持つ量子暗号の実現には、単一光子源と呼ばれる光子を1個ずつ規則正しく生成する装置が必要。だが、従来の多くの量子暗号システムは、レーザー光を弱めた減衰レーザー光を使って疑似的な単一光子源を作り出していた。
そのため、2個以上の光子が一つのパルスに含まれる複数光子が発生する課題があった。
 今回、光通信で使われている波長である1・5マイクロメートル帯の高純度量子ドット単一光子源に加えて、新たに低ノイズの超電導単一光子検出器を開発。これらを組み込んだ光ファイバー量子暗号システムを作製した。
伝送距離の低下につながる複数光子の同時発生率を100万分の1に抑え、単一光源方式では50キロメートルにとどまっていた距離を大幅に向上。120キロメートルは東京―宇都宮間に相当し、盗聴不可能な高セキュア通信の実現が期待される。

(続きはソースでご覧下さい)

images


引用元:http://www.nikkan.co.jp/news/nkx0220150928eaaf.html

引用元: 【IT】東大・富士通研究所・NEC、世界最長120kmの量子暗号鍵伝送に成功[日刊工業新聞]

東大・富士通研究所・NEC、世界最長120kmの量子暗号鍵伝送に成功の続きを読む

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック
1: 2015/09/04(金) 22:03:07.36 ID:lAiUT/dZ*.net
2015/09/04

中田 敦=シリコンバレー支局(筆者執筆記事一覧)

 米Intelは2015年9月3日(米国時間)、オランダのデルフト工科大学とオランダ応用科学研究機構(TNO)が共同運営している量子コンピュータの研究機関「QuTech」と今後10年間にわたって提携し、Intelが量子コンピュータ研究に5000万ドルを投資すると発表した。

 Intelが提携するQuTech(写真)は、オランダ政府が2013年に設立した量子コンピュータの研究機関。オランダ政府は2015年6月に、今後10年間に1億3500万ユーロを量子コンピュータの研究に投じると発表している。
今回、IntelがQuTechとの共同研究に5000万ドルを投資すると発表したことによって、日本円で240億円もの資金がQuTechを中心とする量子コンピュータ研究に投じられることになった。

 IntelやQuTechが研究するのは、いわゆる「量子ゲート方式」の量子コンピュータ。IntelのBrian Krzanich CEO(最高経営責任者)は同日に発表した書簡で「実現するまでには最低でも十数年以上(at least a dozen years)はかかる」と述べている。

(記事の続きや関連情報はリンク先で)

ダウンロード


引用元:ITpro - エンタープライズICTの総合情報 http://itpro.nikkeibp.co.jp/atcl/news/15/090402873/

引用元: 【科学】 米Intelが量子コンピュータ研究に5000万ドルを投資、オランダの研究機関と提携 [IT pro]

米Intelが量子コンピュータ研究に5000万ドルを投資、オランダの研究機関と提携の続きを読む

    このエントリーをはてなブックマークに追加 mixiチェック
1: 2015/08/23(日) 13:10:07.94 ID:???.net
凍ったスピンをさらに冷やして量子効果で液体に融かす | 理化学研究所
http://www.riken.jp/pr/press/2015/20150821_2/


http://www.riken.jp/~/media/riken/pr/press/2015/20150821_2/fig1.jpg
図1 パイロクロア格子構造とその基本単位である正四面体の電子スピンの向き
左:スピンアイスのパイロクロア格子構造と電子スピンの位置(赤丸)
右:パイロクロ格子構造の基本単位である正四面体の電子スピン構造
スピンアイスでは、4つの電子磁気モーメント(右図内の矢印)は、それぞれ正四面体の中心向き(in)か、その逆向き(out)に強く束縛されている。隣り合うスピン対には、スピンを平行にさせようとする力が働くため、inとoutの対(黒線)を好むが、全てを黒線では結べない(幾何学的フラストレーション)。最も安定な2-in, 2-out状態でも、エネルギーが高いin同士、または、out同士の対(緑線)が生じてしまう。また、3-in, 1-outと1-in, 3-outでは、それぞれ磁化のN極の単極子(右図内赤丸)、S極の単極子(右図内青丸)が正四面体の中心にあると見なすことができる。さらに不安定な4-inと4-out状態では、これらの単極子の値はそれぞれ2倍になっている。

http://www.riken.jp/~/media/riken/pr/press/2015/20150821_2/fig2.jpg
図2 中性子の照射によって電子スピンを散乱させた際の散乱強度の空間変調パターン
磁化の単極子が分化して、スピンがアイス則を満たした構造に凍結しかけた低温領域(左)では、特殊な方向に散乱強度が強い尾根状の構造が現れる。アイス則を満たす多数の異なるスピン構造の間を量子力学的に遷移している最低温領域(右)のスピン液体状態では、尾根状のパターンが消失し、窪みが現れる。このパターンは、極めて低速の「光子」が存在すると仮定した場合に得られるものとほぼ一致する。右側の散乱強度はカラースケールを示す。

http://www.riken.jp/~/media/riken/pr/press/2015/20150821_2/fig3.jpg
図3 凍結した電子スピンと融解した電子スピン
左、右:アイス則を満たしたまま凍結した電子スピン(実線矢印)の構造の例。
中央:スピンの集団ゼロ点振動によって融解した電子スピンの液体状態。
スピンの量子力学的集団運動(中央)によって、アイス則を満たした2つ異なるスピン構造(左右)の間を遷移することが可能となる

(前略) 

背景

電流を流さない多くの磁性体では、結晶を構成するイオンの周りに局在した電子が、自転(スピン)することによって極めて小さな磁石を形成します。スピンは通常、磁性体を低温にすることで、互いに同じ向きにそろった強磁性、または、反対方向に向いて打ち消し合う反強磁性など、一定方向にそろった磁気秩序を有する状態に転移します。しかし、磁性体の結晶構造に幾何学的な制約が加わる場合、磁気秩序の形成が抑制されることがあります。

スピンアイスと呼ばれる磁性体は、2つの正四面体が1つの頂点を共有してつながったパイロクロア格子構造をとり、各格子点に電子スピンが局在しています(図1左)。各スピンの向きは、周囲のイオンや電子との相互作用の影響で、パイロクロア格子構造の基本単位である正四面体に対して中心向き(in)か、外向き(out)かのいずれかに強く束縛されています。

隣り合う2つのスピンは、相互作用のために極低温でinとoutの対(図1右、黒線)を作ろうとします。ところが、正四面体上のすべての隣り合うスピン対でこれを満たすことは不可能で、結晶構造に幾何学的な制約が生じます。妥協策として、各正四面体上の4スピンのうち、2つがin、残り2つがoutとなる最も安定した2-in, 2-out(アイス則)構造を取ります(図1右の上段)。さらに、アイス則状態から1つの電子スピンの向きを反転すると、不安定な3-in、1-out構造と1-in, 3-out構造の正四面体の対が生じ、それぞれ中心にN極とS極が発生します(図1右の中段)。このN極とS極は、電子スピンから分化した磁化の単極子として
認識されています。

2010から2012年にかけて小野田らは、上述したスピンアイスの単極子が、量子力学に従って運動する理論模型[3]を導きました注1)。一方、スピンアイスのように単極子を分化させたまま、スピンを凍結や秩序化をさせることなく絶対零度に向けて冷却することができれば、量子スピン液体と呼ばれる新しい物質状態を実現する可能性が理論的に提唱されています。しかし、詳細な数値シミュレーションによってその確証を得ることが課題となっていました。

注1) 2012年8月8日プレスリリース「電子スピンから分化したN極とS極のヒッグス転移を磁性体で観測」


研究手法と成果

研究グループは、スピンアイスの単極子が量子力学に従って運動する最も簡単な理論模型に対して、量子モンテカルロ法による数値シミュレーションを行いました。この計算手法は、近似などを用いないため、統計誤差・数値精度の範囲で厳密です。

対象とした理論模型を冷却していくと、まずアイス則を満たすスピンアイスとして凍結していきます。この温度領域では、電子スピンから分化した単極子は長い時間スケールでは消失することがシミュレーションで示されました。これは、単極子の絶縁体が実現していることを意味します。また、1つだけN極とS極の単極子の対を生成した際、両者に静的な磁気クーロン相互作用がはたらいていることも、中性子を入射することで電子スピンが散乱した異方的な空間パターンのシミュレーション結果(図2左)から分かりました。

詳細・続きはソースで

images



引用元: 【量子力学】凍ったスピンをさらに冷やして量子効果で液体に融かす 電流を流すことなく磁性体中のスピンを制御する可能性を示す 理研

凍ったスピンをさらに冷やして量子効果で液体に融かす 電流を流すことなく磁性体中のスピンを制御する可能性を示す 理研の続きを読む
スポンサーリンク

このページのトップヘ