小坂 英男 (コサカ ヒデオ)

KOSAKA Hideo

所属組織

大学院工学研究院 知的構造の創生部門

職名

教授

研究分野・キーワード

量子転写、量子テレポーテーション、量子中継、光子、電子スピン

ホームページ

http://kosaka-lab.ynu.ac.jp



ORCID  https://orcid.org/0000-0002-3778-7236

出身学校 【 表示 / 非表示

  • 1983年04月
    -
    1987年03月

    京都大学   理学部   卒業

出身大学院 【 表示 / 非表示

  •  
    -
    1999年09月

    京都大学  工学研究科  電子物性工学専攻 (論文博士)  博士課程  修了

  • 1987年04月
    -
    1989年03月

    京都大学  理学研究科  物理学第一専攻  修士課程(博士前期課程)  修了

取得学位 【 表示 / 非表示

  • 博士(工学) -  京都大学

学内所属歴 【 表示 / 非表示

  • 2014年04月
    -
    継続中

    専任   横浜国立大学   大学院工学研究院   知的構造の創生部門   教授  

  • 2018年04月
    -
    継続中

    併任   横浜国立大学   先端科学高等研究院   教授  

  • 2018年04月
    -
    継続中

    併任   横浜国立大学   大学院理工学府   数物・電子情報系理工学専攻   教授  

  • 2014年04月
    -
    継続中

    併任   横浜国立大学   理工学部   数物・電子情報系学科   教授  

  • 2014年04月
    -
    継続中

    併任   横浜国立大学   大学院工学府   物理情報工学専攻   教授  

学外略歴 【 表示 / 非表示

  • 2003年07月
    -
    2014年03月

      東北大学   電気通信研究所   助教授(2007年准教授改名)

  • 1989年04月
    -
    2003年06月

      日本電気株式会社   /

所属学会 【 表示 / 非表示

  • 2000年
    -
    継続中
     

    応用物理学会

  • 2000年
    -
    継続中
     

    日本物理学会

専門分野(科研費分類) 【 表示 / 非表示

  • 物性Ⅰ

 

研究経歴 【 表示 / 非表示

  • 量子もつれ中継技術の研究開発/遠隔ノード間での量子もつれ純粋化技術/ハイブリッド量子中継器へ向けた研究開発

    研究期間:  - 

  • 量子もつれ中継技術の研究開発/超伝導技術に基づく多ビット量子もつれ制御と光インターフェース技術/量子中継ノードにおける量子演算回路と量子トランスデューサの研究開発

    研究期間:  - 

  • 量子ドットにおける単一光子から単一電子スピンへの量子状態転写

    研究期間:  - 

著書 【 表示 / 非表示

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学位論文 【 表示 / 非表示

  • 面発光機能素子の開発とその応用に関する研究

    小坂 英男

      1999年09月

    学位論文(博士)   単著

     概要を見る

    京都大学 大学院 工学研究科 電子物性工学専攻 コンピュータのネットワーク化、並列処理化に伴い、データ伝送の大容量化が望まれている。垂直共振器型面発光レーザ(VCSEL)は面に垂直方向に発光するため、現状の端面発光レーザに対して二次元集積性に優れ、大容量データの並列伝送を可能とする技術として期待されている。本研究ではVCSELの利点を生かして実用化するために駆動電圧上昇の問題をメサ光閉じ込め構造の導入により克服し、光情報処理に必要な発光、受光、スイッチ、メモリ、光増幅機能を集積一体化した面発光機能素子を実現した。また、並列データ伝送への応用を目指した2次元VCSEL伝送モジュールとその並列性を生かしたVCSEL光スイッチの開発を行った。

    DOI

論文 【 表示 / 非表示

  • ダイヤモンド中のスピン量子ビットに対する幾何学的量子ゲート

    小坂 英男, 長田 昂大, 倉見谷 航洋

    日本物理学会誌 ( 一般社団法人 日本物理学会 )  75 ( 11 ) 683 - 689   2020年

    共著

     概要を見る

    <p>ダイヤモンド中の窒素空孔中心(NV中心)が,量子ビットの有力候補として注目されている.NV中心は,ダイヤモンド中の炭素原子が1つ欠損した空孔とこれに隣接した窒素原子から構成される色中心(カラーセンター)の一種である.</p><p>NV中心の有するスピンに基づく量子ビットは,量子状態操作の正確さや量子状態保存時間の長さ,また将来のデバイス化に向けた高密度集積性という観点から有力視されている.これまでの研究では,このスピン量子ビットに対してマイクロ波やレーザー光を用いた量子操作法が考案され,量子情報を10秒以上保存できることが実証された.ところが,これらの量子操作法には原理上避けることができない操作エラーが含まれており,量子ビットに対する操作精度の向上に限界があった.本研究では,磁場を完全に排除し,エネルギー差のない上向きと下向きのスピンを量子ビットとして用いた.エネルギー差がないため操作に工夫が必要となるのと引き換えに,操作エラーや環境ノイズに対する耐性が得られる.筆者らは,NV中心にあるエネルギー差のないスピン量子ビットに,2本の直交したワイヤーから「偏光したマイクロ波」を印加して幾何学的に量子操作することを提案し,量子ゲート操作の実験に成功した.「幾何学量子ビット」と名付けたこのスピン量子ビットの操作手法は,課題であったエラーを低減することができ,操作精度の限界を実質的になくすことができる.</p><p>幾何学量子ビットのスピン状態を表す幾何学量子ビット空間は,マイクロ波の偏光状態を表す偏光空間と一対一に対応する.ある偏光をもつマイクロ波を一定時間印加すると,スピン状態がその偏光に対応する明状態と補助準位で構成された部分空間(明空間)内で閉じた経路を描いて元の明状態に戻る.この際,明空間での経路を反映した位相(幾何位相)が明状態に付与され,間接的に幾何学量子ビットの回転が生じる.このような幾何位相を利用した量子操作を幾何学的量子ゲート操作あるいはホロノミック量子ゲート操作と呼び,操作が間接的であるために通常の量子ビット空間を直接操作する手法(動的量子操作)よりも操作エラーに対して耐性がある.</p><p>量子トモグラフィー法による評価の結果,電子スピン,核スピンそれぞれに対する高精度の量子ゲート操作を実現できたことが確認できた.さらに,電子スピン–核スピン間の量子もつれを操作する2量子ゲート操作を合わせて,量子情報処理において必要とされる全てのゲート操作が実現できたことを確認した.</p><p>これらの結果は操作エラーに対して耐性をもち,かつ高精度な操作を可能にする新たな量子操作の手法を提言しただけでなく,ダイヤモンドNV中心の幾何学量子ビットを用いた量子中継器や量子コンピュータといったホロノミック量子デバイスの道を拓く.</p>

    DOI CiNii

  • Dynamical Decoupling of a Geometric Qubit

    Sekiguchi Yuhei, Komura Yusuke, Kosaka Hideo

    PHYSICAL REVIEW APPLIED   12 ( 5 )   2019年11月

    共著

    Web of Science DOI

  • Quantum teleportation-based state transfer of photon polarization into a carbon spin in diamond

    Tsurumoto Kazuya, Kuroiwa Ryota, Kano Hiroki, Sekiguchi Yuhei, Kosaka Hideo

    COMMUNICATIONS PHYSICS   2   2019年06月  [査読有り]

    共著

    Web of Science DOI

  • Universal holonomic quantum gates over geometric spin qubits with polarised microwaves

    Kodai Nagata,Kouyou Kuramitani,Yuhei Sekiguchi,Hideo Kosaka

    Nature Communications ( SPRINGER NATURE )  9   3227   2018年08月  [査読有り]

    共著

    Web of Science DOI PubMed

  • Two-step frequency conversion for connecting distant quantum memories by transmission through an optical fiber

    Shuhei Tamura,Kohei Ikeda,Kotaro Okamura,Kazumichi Yoshii,Feng-Lei Hong,Tomoyuki Horikiri,Hideo Kos … 全著者表示

    JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS ( IOP PUBLISHING LTD )  57 ( 6 ) 062801   2018年05月  [査読有り]

    共著

    Web of Science DOI

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総説・解説記事 【 表示 / 非表示

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学術関係受賞 【 表示 / 非表示

  • 外部資金獲得研究者表彰

    2020年07月01日   横浜国立大学  

    受賞者:  小坂英男

  • 優秀研究者表彰

    2020年03月10日   横浜国立大学  

    受賞者:  小坂 英男

  • 外部資金獲得研究者表彰

    2019年07月05日   横浜国立大学  

    受賞者:  [1] 小坂英男

  • 外部資金獲得研究者表彰

    2018年06月06日   横浜国立大学  

    受賞者:  小坂英男

  • 外部資金獲得研究者表彰

    2017年06月26日   横浜国立大学  

    受賞者:  小坂英男

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研究発表 【 表示 / 非表示

  • Toward quantum internet: A way to build a quantum repeater with geometric qubits on an NV center in diamond

    Hideo Kosaka, Yuhei Sekiguchi, Hiromitsu Kato, Tokuyuki Teraji  [招待有り]

    Japan-Netherlands Quantum Conference  (Theater de Veste)  2019年09月16日  

  • 量子クラウドメモリーへの量子テレポーテーションによる量子状態転写

    小坂英男  [招待有り]

    第3回ポスト「京」萌芽的課題「基礎科学の挑戦」・「極限マテリアル」合同公開シンポジウム  (東北大学金属材料研究所講堂)  2019年08月01日  

  • 量子情報処理の最新動向~「量子コンピュータ」「量子通信」 の次に来る、「量子中継ネットワーク」~

    小坂英男  [招待有り]

    第4回YNU横浜経営者の会  (横浜ベイシェラトンホテル)  2019年05月29日   YNU横浜経営者の会

  • ~「量子コンピュータ」「量子通信」の次に来る、「量子中継ネットワーク」~ “難しい”量子情報分野を理解し、今後のリリースの読み方がわかるようになる!

    小坂英男

    メディア向け勉強会  (フクラシア丸の内オアゾ)  2019年04月19日  

     概要を見る

    テーマ 『量子中継ネットワーク』

  • 光と固体中の電子スピンが織り成す新奇量子現象

    小坂英男  [招待有り]

    日本物理学会2018年秋季大会  (同志社大学 京田辺キャンパス)  2018年09月09日  

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担当授業科目(学内) 【 表示 / 非表示

  • 大学院理工学府  量子情報物理学特論

  • 大学院理工学府  量子情報物理学概論

  • 理工学部  電磁気学Ⅰ

  • 理工学部  量子物理学

その他教育活動及び特記事項 【 表示 / 非表示

  • 2021年03月
     
     
    学業優秀者表彰(横浜国立大学理工学部)   (学生の学会賞等の受賞実績)

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    受賞者:若松 恵大(横浜国立大学理工学部) 指導教員:小坂英男 教授 授与団体:横浜国立大学理工学部 受賞年月:2021(R3)年3月25日

  • 2020年10月
     
     
    2020年秋季大会日本物理学会「学生優秀発表賞」   (学生の学会賞等の受賞実績)

     概要を見る

    受賞者:レイエス ラウスティン(横浜国立大学) 指導教員:小坂英男 教授 受賞論文:「ダイヤモンドNVスピンの高忠実度ホロノミック量子ゲート」 授与団体:日本物理学会 受賞年月:2020(R2)年10月10日 http://www.r1.div.jps.or.jp/awards/gakusei/gakuseiyushu20r.html

  • 2019年03月
     
     
    大学院工学府優秀学生表彰(横浜国立大学)   (学生の学会賞等の受賞実績)

     概要を見る

    関口雄平, 大学院工学府優秀学生表彰(横浜国立大学), 2019年3月26日

  • 2019年03月
     
     
    横浜国立大学学生表彰(横浜国立大学)   (学生の学会賞等の受賞実績)

     概要を見る

    関口雄平, 横浜国立大学学生表彰(横浜国立大学), 2019年3月26日

 

学外審議会・委員会等 【 表示 / 非表示

  • 量子インターネットタスクフォース アドバイザリーボード

    2019年05月
    -
    継続中

    学協会  

  • 内閣府 量子技術イノベーション戦略 有識者

    2019年04月
    -
    継続中

    学協会   有識者

  • 文部科学省 光・量子飛躍フラッグシッププログラム(Q-LEAP)

    2018年05月
    -
    継続中

    政府   光・量子飛躍フラッグシッププログラム(Q-LEAP)アドバイザリーボードメンバー

  • 横浜国立大学 先端科学高等研究院

    2018年05月
    -
    継続中

    その他   主任研究員

  • 先端科学高等研究院

    2018年05月
    -
    継続中

    学協会   主任研究者

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社会活動(公開講座等) 【 表示 / 非表示

  • 先端科学高等研究院に2つの新しい研究センターを設立

    横浜国立大学 先端科学高等研究院  プレスリリース 

    2020年10月
     
     

     概要を見る

    ▪量子情報研究センター(センター長:小坂英男 教授) URL: https://qic.ynu.ac.jp/ ▪先進化学エネルギー研究センター(センター長:渡邉正義 特任教授) URL: https://acerc.ynu.ac.jp/ 設立年月:2020年10月1日、掲載年月:2020(R2)年10月21日

  • ムーンショット型研究開発事業のプロジェクトマネージャー(PM)に採択

    国立研究開発法人科学技術振興機構 

    2020年09月
     
     

     概要を見る

    ムーンショット目標6:2050年までに、経済・産業・安全保障を飛躍的に発展させる誤り耐性型汎用量子コンピュータを実現 研究開発プロジェクト:「量子計算網構築のための量子インターフェース開発」 研究機関(PM):横浜国立大学を含む7機関 掲載:2020年9月19日国立研究開発法人科学技術振興機構

  • ムーンショット型研究開発制度のプロジェクトマネージャー(PM)に採択

    内閣府 

    2020年09月
     
     

     概要を見る

    ムーンショット目標6:2050年までに、経済・産業・安全保障を飛躍的に発展させる誤り耐性型汎用量子コンピュータを実現 研究開発プロジェクト:「量子計算網構築のための量子インターフェース開発」 研究機関:(PD)北川勝弘(大阪大学教授)、(PM)横浜国立大学を含む7機関 掲載:2020年9月19日内閣府

  • グローバル規模の量子暗号通信網構築を進める総務省研究開発委託事業を開始

    株式会社東芝 

    2020年07月
     
     

     概要を見る

    研究機関:(株)東芝(代表)をはじめとする12機関 研究開発課題:グローバル量子暗号通信網構築のための研究開発 掲載:2020年7月29日東芝研究開発センター発行のパンフレット

  • 量子暗号通信に関する総務省の研究開発委託事業への提案が採択

    古河電気工業株式会社 

    2020年06月
     
     

     概要を見る

    研究機関:古河電工、横浜国立大学を含む12機関 研究開発:グローバル量子暗号通信通信網構築のための研究開発 掲載:2020年6月22日古河電工ニュースリリース

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