量子センサー研究チーム

概要

ダイヤモンドNVセンターや超伝導転移端センサー(TES)などの量子センサーの開発とそれらの計測システムへの実装、ユースケースの創出

優れた成膜技術で実現したダイヤモンドにより室温で世界最長のスピン寿命を実現し、電子デバイス内部の温度や電界計測、量子コンピュータの量子インターフェースへの応用開発の取組

産総研で開発した世界最高の検出効率で単一光子のエネルギーを検出できる超伝導センサにより超低侵襲バイオ計測などの応用装置の開発と実証を推進

チームの研究課題

超伝導転移端センサによる単一光子検出技術

単一光子のエネルギーを超伝導センサで検出

世界最高の検出効率で光子や光子数を量子センシング

光の最小単位である「光子」の高精度検出技術は、量子分野では不可欠な要素技術です。この実現に向け、超伝導現象を用いて光子を量子検出する技術を開発しました。産総研の超伝導集積回路製造技術や光結合技術を駆使して、世界最高の検出効率と応答速度で光子数状態を量子測定できる技術の開発に成功しました。素粒子としての光子を高精度に検出できることで、量子シミュレータや量子光標準、超低侵襲バイオ計測などへの貢献が期待できます。

光子の量子制御に向けた量子光回路の集積化

超低侵襲バイオ計測用共焦点蛍光分光顕微鏡

超伝導転移端センサによる光子検出素子

コヒーレントパルス光の量子センシング

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ダイヤモンドNV中心を用いた量子技術

優れたダイヤモンド成膜技術により室温で世界最長のスピン寿命を実現

量子センサの集積化に向けた単一光子源の開発

デバイス内部の温度・電界計測およびスピン情報の電気的読出しに成功

半導体ダイヤモンドの気相成長ならびにプロセス技術を用いて量子センシング・量子インターフェースに資する材料・デバイス開発を展開します。NV（窒素-空孔）中心の優れたスピン特性から室温でも高感度な電磁界計測が可能となり、ライフサイエンス、環境磁場計測、バッテリーやパワエレ機器のヘルスモニタリングなど幅広い応用が期待されます。

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グループの構成メンバー

顔写真	所属・役職および名前	専門分野	その他、etc
	チーム長 天谷 康孝 （Yasutaka AMAGAI）	量子技術を用いた交流電圧・電流の精密測定
	主任研究員 渡邊 幸志 （Hideyuki WATANABE）	高品質ダイヤモンド薄膜の合成とカソードルミネッセンス法による光物性に関する研究、薄膜NVダイヤモンド量子磁気センサーを実装させた超高感度小型NMR装置の開発、同位体エンジニアリング
	チーム付 金子 晋久 （Nobuhisa KANEKO）	物性物理とその応用の視点での標準の研究。特にジョセフソン効果、量子ホール効果、単一電子トンネリング効果などの量子効果の研究とその応用。G-QuATでは量子現象の計測・センサ応用、量子ハードウエアコンポーネントの評価を担当。
	チーム付 木下 基 （Moto KINOSHITA）	ラビ周波数を用いたマイクロ波強度の測定、原子の蛍光を用いた電磁波の可視化、高周波電力・電圧・減衰量の計量標準、テラヘルツ波の測定
	チーム付 村松 秀和 （Hidekazu MURAMATSU）	大容量キャパシタンス精密計測法の開発、広帯域電流計測技術の開発
	チーム付 山本 真大 （Masahiro YAMAMOTO）	高周波強度の量子計測
	チーム付 牧野 俊晴 （Toshiharu MAKINO）	ダイヤモンド半導体デバイスの開発、ダイヤモンド量子デバイスの開発
	チーム付 加藤 宙光 （Hiromitsu KATO）	n型ダイヤモンド半導体の結晶成長およびデバイス開発 ; 量子応用に向けたダイヤモンド色中心制御