Yasunobu Nakamura - Yasunobu Nakamura

Yasunobu Nakamura
Yasunobu Nakamura.jpg
Yasunobu Nakamura
narozený1968
Osaka, Japonsko[1]
Známý jakoPráce s „hybridními kvantovými informačními systémy“.[2][3]První ukázka koherentní kontroly a Cooper pár box-based supravodivé poplatek qubit.[4][5]
Vědecká kariéra
PoleKvantová informační věda, Supravodivé kvantové výpočty

Yasunobu Nakamura (中 村 泰 信 Nakamura Yasunobu) je Japonec fyzik. Je profesorem na Tokijská univerzita Výzkumné centrum pro pokročilé vědy a technologie (RCAST)[6] a hlavní řešitel výzkumné skupiny supravodivé kvantové elektroniky (SQERG) v Centru pro vědu o naléhavých záležitostech (CEMS) v rámci RIKEN.[7] Přispíval především do oblasti kvantová informační věda,[8] zejména v supravodivé kvantové výpočty a hybridní kvantové systémy.[9][10][11]

Vzdělání a raná práce

Jako dítě se Nakamurova rodina přestěhovala Osaka na Hinode, Tokio, kde by získal rané vzdělání.[12] Získal svůj Bakalář věd (1990), Mistr vědy (1992) a Ph.D. (2011) stupňů na Tokijská univerzita. V roce 1999 jako výzkumný pracovník v NEC, Nakamura a spolupracovníci Yuri Pashkin a Jaw-Shen Tsai demonstroval „elektrickou koherentní kontrolu qubitu v elektronickém zařízení v pevné fázi“[4] a v roce 2001 „realizoval první měření Rabiho oscilací spojených s přechodem mezi dvěma Josephson úrovně v Cooper pár box "[13][14] v konfiguraci vyvinuté Michel Devoret a kolegové v roce 1998.[13][15]

V roce 2000 byl Nakamura uváděn jako „mladší vědec“ Japonská společnost aplikované fyziky za jeho práci v NEC v „řízení kvantového stavu supravodivých zařízení v nanoměřítku.“[16] V letech 2001-2002 navštívil skupinu Hans Mooij [de ] na TU Delft na volno z NEC, kde pracoval s Irinelem Chiorescuem, Keesem Harmansem a Mooijem na vytvoření prvního tok qubit.[17][18][19] V roce 2003 byl jmenován jedním z Recenze technologie MIT Nejlepší inovátoři do 35 let, ve kterých redaktoři poznamenali, že „Nakamura a spolupracovník dostali dva qubits interagovat způsobem, který byl v té době předvídán, ale nikdy nebyl prokázán.[20]

Současná práce

Ke dni 3. října 2016Japonská agentura pro vědu a technologie (Science 技術 振興 機構) oznámila financování Nakamurovy práce prostřednictvím programu ERATO (Exploratory Research for Advanced Technology).[21] Projekt s názvem Makroskopické kvantové stroje,[22] usiluje o výrazné zlepšení technologie řízení kvantového stavu s cílem posílit pole kvantové výpočty. Hlavním zaměřením je vývoj vysoce škálovatelné platformy pro implementaci technik zpracování kvantové informace, jakož i vytvoření hybridních kvantových systémů, které jsou propojeny s mikrovlnami. kvantová optika. V článku v Nikkei Science [ja ] v roce 2018 bylo oznámeno, že práce na konstrukci kvantového počítače se stovkou supravodivé qubity probíhalo.[23] V roce 2019 Japonci Ministerstvo školství, kultury, sportu, vědy a technologie zahájila projekt kvantové technologie známý jako QLEAP s Nakamurou jako vedoucím týmu pro součást zpracování kvantové informace.[24] Cílem projektu je vyvinout supravodivé kvantové počítače a další kvantové technologie po dobu deseti let, a to posílením spolupráce mezi akademickou obcí a průmyslem.

A tok qubit a supravodivé mikrovlnná dutina formulář a spojený systém, který se připojuje k a parametrický fázově blokovaný oscilátor. V novinách „Jeden mikrovlnný fotonový detektor využívající umělý tříúrovňový systém typu" “ publikoval v Příroda komunikace v roce 2016 Nakamura a spolupracovníci manipulovali s tímto tříúrovňovým systémem tak, že byly detekovány jednotlivé fotony s „účinností 0,66 ± 0,06 s nízkou temný pravděpodobnost 0,014 ± 0,001 a doba resetu ∼ 400 ns. "[25]

V minulých letech Nakamura a spolupracovníci zveřejnili své poznatky o efektivní detekci singlu mikrovlnná trouba frekvence fotony,[25] potlačení kvazičástice v supravodivých kvantových výpočetních prostředích pro zlepšení qubitu soudržnost krát,[26] vývoj „deterministického schématu generování maxima zapletení mezi vzdálenými supravodivými atomy pomocí množícího se mikrovlnného fotonu jako létajícího qubitu ",[27] a realizace hybridního kvantového systému silným, koherentní spojka mezi kolektivní magnetickou režimu a feromagnetický koule a supravodivý qubit.[2]

V poslední době byly publikovány výsledky, ve kterých byly supravodivé qubity použity k řešení kvantity Magnon počet států,[28][29] vytvořit kvantitativně neklasické rozdělení fotonových čísel,[30] měřit fluktuace v a povrchová akustická vlna (SAW) rezonátor,[31] a měřit putovní mikrovlnný foton v a kvantová nedemolice (QND) detekční experiment.[32][33] Supravodivý obvod byl později použit k realizaci převodu informací na práci a Maxwellův démon,[34] rádiové vlny a optické světlo bylo optomechanicky ve spojení s povrchovými akustickými vlnami,[35] a objednané vír mříž v a Josephson křižovatka pole bylo pozorováno.[36]

Nakamura promluvil několikrát na konferencích a seminářích o kvantové informační vědě, mimo jiné na konferenci Vídeňská univerzita,[37] Ústav pro teoretickou atomovou molekulární a optickou fyziku v Brně Harvardská Univerzita,[38][39] Národní centrum kompetencí v oblasti kvantové vědy a technologie výzkumu Monte Verità konference,[40] the Institute for Quantum Computing na University of Waterloo,[41] the Ústav pro molekulární inženýrství na University of Chicago[42] the Ústav pro kvantovou optiku a kvantové informace (IQOQI),[43] a Yale Quantum Institute v univerzita Yale.[44]

V roce 2020 byl Nakamura pojmenován jako kolega z Americká fyzická společnost za „první demonstraci koherentní časově závislé manipulace se supravodivými qubity a za příspěvky k vývoji supravodivých kvantových obvodů, mikrovlnné kvantové optiky a hybridních kvantových systémů“.[45]

Vyznamenání a ocenění

Reference

  1. ^ „RIKEN ladění do kvantových počítačů“. 2007-08-17. Citováno 2017-06-19.
  2. ^ A b Y. Tabuchi, S. Ishino, A. Noguchi, T. Ishikawa, R. Yamazaki, K. Usami a Y. Nakamura, „Koherentní vazba mezi feromagnetickým magnetem a supravodivým qubitem“, Věda 349, 405-408 (2015), doi:10.1126 / science.aaa3693
  3. ^ Y. Tabuchi, S. Ishino, T. Ishikawa, R. Yamazaki, K. Usami a Y. Nakamura, „Hybridizing Ferromagnetic Magnons and Microwave Photons in the Quantum Limit“, Dopisy o fyzické kontrole 113, 083603 (2014), doi:10.1103 / PhysRevLett.113.083603, arxiv: 1405,1913
  4. ^ A b Y. Nakamura, Yu. A. Pashkin a J.- S. Tsai „Koherentní řízení makroskopických kvantových stavů v krabici s jedním Cooperovým párem“, Příroda 398, 786-788 (1999), doi:10.1038/19718, arXiv: 9904003
  5. ^ T. Yamamoto, Yu. A. Pashkin, O. Astafiev, Y. Nakamura a J.- S. Tsai, „Demonstrace podmíněného provozu brány pomocí supravodivých nábojových qubitů“, Příroda 425, 941-944 (2003), doi:10.1038 / nature02015, arxiv: 0311067
  6. ^ „Výzkumné skupiny“. Citováno 2016-12-21.
  7. ^ „Supravodivá výzkumná skupina kvantové elektroniky“. Citováno 2020-10-22.
  8. ^ T. D. Ladd, F. Jelezko, R. Laflamme, Y. Nakamura, C. Monroe a J.L. O'Brien, „kvantové počítače“, Příroda 464, 45-53 (2010), doi:10.1038 / nature08812, arxiv: 1009: 2267
  9. ^ „マ イ ナ ビ ニ ュ ー ス“. 2015-07-10. Citováno 2016-12-22.
  10. ^ „よ う こ そ 量子 Rozhovor“. 2016-11-15. Citováno 2016-12-22.
  11. ^ „Science Daily 2015“. 2015-08-03. Citováno 2016-12-22.
  12. ^ „UTokyo Voices 066“. 2019-06-20. Citováno 2019-06-21.
  13. ^ A b „Bell Prize 2013“. Citováno 2016-12-21.
  14. ^ Y. Nakamura, Y.A. Pashkin a J.S. Tsai, „Rabiho oscilace ve dvouúrovňovém systému poplatků za spojení Josephson“, Dopisy o fyzické kontrole 87, 246601 (2001), doi:10.1103 / PhysRevLett.87.246601
  15. ^ V. Bouchiat, D. Vion, P. Joyez, D. Esteve a M. H. Devoret, „Kvantová koherence s jediným Cooperovým párem“, Physica Scripta T76, 165-170 (1998), doi:10.1238 / Physica.Topical.076a00165
  16. ^ „Mladší vědci JSAP“ (PDF). Citováno 2016-12-21.
  17. ^ I. Chiorescu, Y. Nakamura, C. J. P. M. Harmans a J. E. Mooij, „Coherent Quantum Dynamics of a Supravodivý tok Qubit“, Věda 299, 5614, 1869-1871, (2003), doi:10.1126 / science.1081045, arxiv: 0305461
  18. ^ J. Clarke, „Flux Qubit dokončuje trik s klobouky“, Věda 299, 5614, 1850-1851, (2003), doi:10.1126 / science.1083001
  19. ^ „První delftský qubit“. 2017-11-04. Citováno 2017-11-04.
  20. ^ A b „Inovátoři do 35 let“. Citováno 2016-12-21.
  21. ^ „戦 略 的 創造 研究 推進 事業 に お け る“. Citováno 2016-12-21.
  22. ^ „研究 総 括 お よ び 研究 領域“. Citováno 2016-12-21.
  23. ^ „超 電導 量子 ビ ッ ト を 創始 100 ビ ッ ト を 目 指 す“. Září 2018. Citováno 2019-06-21.
  24. ^ „光 ・ 量子 飛躍 フ ラ ッ グ シ ッ プ プ ロ グ ラ ム （Q-LEAP）“. Citováno 2019-04-03.
  25. ^ A b K. Inomata, Z. Lin, K. Koshino, W. D. Oliver, J.- S. Tsai, T. Yamamoto a Y. Nakamura, „Detektor jednoho mikrovlnného fotonu využívající umělý tříúrovňový systém typu" “, Příroda komunikace 7, 12303 (2016), doi:10.1038 / ncomms12303
  26. ^ S. Gustavsson, F. Yan, G. Catelani, J. Bylander, A. Kamal, J. Birenbaum, D. Hover, D. Rosenberg, G. Samach, AP Sears, SJ Weber, JL Yoder, J. Clarke, AJ Kerman, F. Yoshihara, Y. Nakamura, TP Orlando a WD Oliver, „Potlačování relaxace v supravodivých qubitech čerpáním kvazičástic“, Věda 354, 6319, 1573-1577 (2016), doi:10.1126 / science.aah5844
  27. ^ K. Koshino, K. Inomata, Z. R. Lin, Y. Tokunaga, T. Yamamoto a Y. Nakamura, „Teorie deterministického generování zapletení mezi vzdálenými supravodivými atomy“, Byla provedena fyzická kontrola 7, 064006 (2017), doi:10.1103 / PhysRevApplied.7.064006
  28. ^ D. Lachance-Quiriom, Y. Tabuchi, S. Ishino, A. Noguchi, T. Ishikawa, R. Yamazaki a Y. Nakamura, „Řešení kvantity kolektivních excitací spinu ve feromelu o velikosti milimetru“, Vědecké zálohy 3, 7, e1603150 (2017), doi:10.1126 / sciadv.1603150
  29. ^ „Kvantifikace kvantity“. 2017-11-22. Citováno 2019-04-03.
  30. ^ S. Kono, Y. Masuyama, T. Ishikawa, Y. Tabuchi, R. Yamazaki, K. Usami, K. Koshino a Y. Nakamura, „Neklasická distribuce fotonových čísel v supravodivé dutině pod vytlačeným pohonem“, Dopisy o fyzické kontrole 119, 023602 (2017), doi:10.1103 / PhysRevLett.119.023602
  31. ^ A. Noguchi, R. Yamazaki, Y. Tabuchi a Y. Nakamura, „Qubit-Assisted Transduction for a Detection of Surface Acoustic Waves near the Quantum Limit“, Dopisy o fyzické kontrole 119, 180505 (2017), doi:10.1103 / PhysRevLett.119.180505
  32. ^ S. Kono, K. Koshino, Y. Tabuchi, A. Noguchi a Y. Nakamura, „Kvantová nedemoliční detekce putujícího mikrovlnného fotonu“, Fyzika přírody 14, 546-549 (2018), doi:10.1038 / s41567-018-0066-3
  33. ^ „Pohled: Jednotlivé mikrovlnné fotony spatřeny při odskočení“. 2018-04-23. Citováno 2019-04-03.
  34. ^ Y. Masuyama, K. Funo, Y. Murashita, A. Noguchi, S. Kono, Y. Tabuchi, R. Yamazaki, M. Ueda a Y. Nakamura, „konverze informací na práci Maxwellovým démonem v supravodivosti obvod kvantové elektrodynamické soustavy ", Příroda komunikace 9, 1291 (2018), doi:10.1038 / s41467-018-03686-r
  35. ^ A. Okada, F. Oguro, A. Noguchi, Y. Tabuchi, R. Yamazaki, K. Usami a Y. Nakamura, „Zlepšení kavity protistokového rozptylu pomocí symptomatického spojení s povrchovými akustickými vlnami“, Byla provedena fyzická kontrola 10, 024002 (2018), doi:10.1103 / PhysRevApplied.10.024002
  36. ^ R. Cosmic, K. Ikegami, Z. Lin, K. Inomata, J. M. Taylor a Y. Nakamura, „Měření pořadí vírových mřížek na spojovacím poli Josephson na základě obvodu QED“, Fyzický přehled B 98, 060501 (R) (2018), doi:10.1103 / PhysRevB.98.060501
  37. ^ „University of Vienna 2014“. Citováno 2016-12-21.
  38. ^ „ITAMP“. Citováno 2016-12-21.
  39. ^ „ITAMP Video“. 2015-07-15. Citováno 2016-12-22.
  40. ^ „NCCR QSIT“. Citováno 2016-12-21.
  41. ^ „IQC 2016“. Citováno 2016-12-21.
  42. ^ „Řada význačných kolokvií IME“. Citováno 2019-04-03.
  43. ^ „IQOQI Kolokvium“. Citováno 2019-04-03.
  44. ^ „Kolokvium YQI“. Citováno 2019-04-03.
  45. ^ A b „APS Fellows“. Citováno 2020-12-01.
  46. ^ „Mladší vědci JSAP“ (PDF). Citováno 2017-01-24.
  47. ^ „Vítězové cen“. Millennium Science Forum. Citováno 2019-04-03.
  48. ^ „Cena Sira Martina Wooda za rok 2016 pro Japonsko“. Oxford Instruments. Citováno 2017-01-24.
  49. ^ „NEC Awards FY1999“. Citováno 2017-01-24.
  50. ^ „Cena společnosti Agilent Technologies“. 2004-06-17. Citováno 2016-12-21.
  51. ^ „Simonova pamětní cena: minulí vítězové“. Citováno 2017-06-13.
  52. ^ „RCAST News“. 2014. Citováno 2017-01-24.
  53. ^ „Příjemci ocenění JSAP za vynikající výsledky“. Citováno 2019-06-21.
  54. ^ „第 19 回 応 用 物理学 会 業績 賞“. Citováno 2019-06-21.