伊藤 公平 (イトウ コウヘイ)

Itoh, Kohei

写真a

所属(所属キャンパス)

塾長・常任理事 (三田)

職名

塾長

HP

外部リンク

経歴 【 表示 / 非表示

  • 1995年01月
    -
    1995年03月

    米国Lawrence Berkeley国立研究所 ,客員研究員

  • 1995年04月
    -
    1998年03月

    慶應義塾大学(理工学部) ,助手

  • 1998年04月
    -
    2002年03月

    慶應義塾大学(理工学部),専任講師

  • 1998年10月
    -
    2001年09月

    科学技術振興事業団さきがけ研究21,研究員(兼任)

  • 2000年04月
    -
    2001年03月

    名古屋大学 ,非常勤講師(兼任)

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学歴 【 表示 / 非表示

  • 1989年03月

    慶應義塾, 理工学部, 計測工学科

    大学, 卒業

  • 1992年12月

    カリフォルニア大学バークレー校, 材料科学科

    アメリカ, 大学院, 修了, 修士

  • 1994年12月

    カリフォルニア大学バークレー校, 材料科学科

    アメリカ, 大学院, 修了, 博士

学位 【 表示 / 非表示

  •  , カリフォルニア大学, 1994年12月

 

著書 【 表示 / 非表示

  • Defects for Quantum Information Processing in Silicon

    E, Abe and K. M. Itoh, Woodhead Publishing, 2018年06月,  ページ数: 306

    担当範囲: Capter 9 of “Defects in Advanced Electronic Materials and Novel Low Dimensional Structures,”

  • ダイヤモンド電子スピン量子センサー

    伊藤公平, 丸善出版, 2017年11月

    担当範囲: 「カーボンが創る未来社会 一種類の元素の様々な構造に支えられて」第2-5章

  • Silicon Quantum Information Processing

    T. Sekiguchi and K. M. Itoh, Springer, 2015年12月

    担当範囲: Capter 26 of “Principles and Methods of Quantum Information Technologies,”

  • 物性物理学ハンドブック

    大槻 東巳、伊藤 公平, 朝倉書店, 2012年05月

    担当範囲: 295-306

  • 基礎からの量子光学

    伊藤 公平, ㈱オプトロニクス社, 2009年11月

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論文 【 表示 / 非表示

  • Materials Challenges and Opportunities for Quantum Computing Hardware

    N. P. de Leon, K. M. Itoh, D. Kim, K. Mehta, T. E. Northup, H. Paik, B. S. Palmer, N. Samarth, S. Sangtawesin, and D. W. Steuerman

    Science 372   2828 2021年04月

    研究論文(学術雑誌), 共著, 査読有り

  • Imaging Topological Spin Structures Using Light-Polarization and Magnetic Microscopy

    T. Lenz, G. Chatzidrosos, Z. Wang, L. Bougas, Y. Dumeige, A. Wickenbrock, N. Kerber, J. Zázvorka, F. Kammerbauer, M. Kläui, Z. Kazi, K.-M. C. Fu, K. M. Itoh, H. Watanabe, and D. Budker

    Phys. Lev. Appl. 15   024040 2021年02月

    研究論文(学術雑誌), 共著, 査読有り

  • Exchange Coupling in a Linear Chain of Three Quantum-Dot Spin Qubits in Silicon

    K. W. Chan, H. Sahasrabudhe, W. Huang, Y. Wang, H. C. Yang, M. Veldhorst, J. C. C. Hwang, F. A. Mohiyaddin, F.E. Hudson, K. M. Itoh, A. Saraiva, A. Morello, A. Laucht, R. Rahman, and A. S. Dzurak

    Nano Lett. 21   1517 - 1522 2021年01月

    研究論文(学術雑誌), 共著, 査読有り

  • Conditional Quantum Operation of Two Exchange-Coupled Single-Donor Spin Qubits in a MOS-Compatible Silicon Device

    M. T. Ma̧dzik, A. Laucht, F. E. Hudson, A. M. Jakob, B. C. Johnson, D. N. Jamieson, K. M. Itoh, A. S. Dzurak, and A. Morello

    Nature Communications 12   181 2021年01月

    研究論文(学術雑誌), 共著, 査読有り

  • Effect of Fluorine on the Suppression of Boron Diffusion in Pre-Amorphized Silicon

    R. Kiga, M. Uematsu, and K. M. Itoh

    J. Appl. Phys. 128   105701 2020年09月

    研究論文(学術雑誌), 共著, 査読有り

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KOARA(リポジトリ)収録論文等 【 表示 / 非表示

総説・解説等 【 表示 / 非表示

  • A silicon quantum-dot-coupled nuclear spin qubit

    Hensen B., Wei Huang W., Yang C.H., Wai Chan K., Yoneda J., Tanttu T., Hudson F.E., Laucht A., Itoh K.M., Ladd T.D., Morello A., Dzurak A.S.

    Nature Nanotechnology (Nature Nanotechnology)  15 ( 1 ) 13 - 17 2020年01月

    ISSN  17483387

     概要を見る

    © 2019, The Author(s), under exclusive licence to Springer Nature Limited. Single nuclear spins in the solid state are a potential future platform for quantum computing1–3, because they possess long coherence times4–6 and offer excellent controllability7. Measurements can be performed via localized electrons, such as those in single atom dopants8,9 or crystal defects10–12. However, establishing long-range interactions between multiple dopants or defects is challenging13,14. Conversely, in lithographically defined quantum dots, tunable interdot electron tunnelling allows direct coupling of electron spin-based qubits in neighbouring dots15–20. Moreover, the compatibility with semiconductor fabrication techniques21 may allow for scaling to large numbers of qubits in the future. Unfortunately, hyperfine interactions are typically too weak to address single nuclei. Here we show that for electrons in silicon metal–oxide–semiconductor quantum dots the hyperfine interaction is sufficient to initialize, read out and control single 29Si nuclear spins. This approach combines the long coherence times of nuclear spins with the flexibility and scalability of quantum dot systems. We demonstrate high-fidelity projective readout and control of the nuclear spin qubit, as well as entanglement between the nuclear and electron spins. Crucially, we find that both the nuclear spin and electron spin retain their coherence while moving the electron between quantum dots. Hence we envision long-range nuclear–nuclear entanglement via electron shuttling3. Our results establish nuclear spins in quantum dots as a powerful new resource for quantum processing.

  • Fidelity Benchmarks for Two-Qubit Gates in Silicon

    W. Huang, C. H. Yang, K. W. Chan, T. Tanttu, B. Hensen, R. C. C. Leon, M. A. Fogarty, J. C. C. Hwang, F. E. Hudson, K. M. Itoh, A. Morello, A. Laucht, and A.S. Dzurak

    Nature (Nature)  569 ( 7757 ) 532 - 536 2019年05月

    総説・解説(学術雑誌), 共著,  ISSN  00280836

     概要を見る

    © 2019, The Author(s), under exclusive licence to Springer Nature Limited. Universal quantum computation will require qubit technology based on a scalable platform1, together with quantum error correction protocols that place strict limits on the maximum infidelities for one- and two-qubit gate operations2,3. Although various qubit systems have shown high fidelities at the one-qubit level4–10, the only solid-state qubits manufactured using standard lithographic techniques that have demonstrated two-qubit fidelities near the fault-tolerance threshold6 have been in superconductor systems. Silicon-based quantum dot qubits are also amenable to large-scale fabrication and can achieve high single-qubit gate fidelities (exceeding 99.9 per cent) using isotopically enriched silicon11,12. Two-qubit gates have now been demonstrated in a number of systems13–15, but as yet an accurate assessment of their fidelities using Clifford-based randomized benchmarking, which uses sequences of randomly chosen gates to measure the error, has not been achieved. Here, for qubits encoded on the electron spin states of gate-defined quantum dots, we demonstrate Bell state tomography with fidelities ranging from 80 to 89 per cent, and two-qubit randomized benchmarking with an average Clifford gate fidelity of 94.7 per cent and an average controlled-rotation fidelity of 98 per cent. These fidelities are found to be limited by the relatively long gate times used here compared with the decoherence times of the qubits. Silicon qubit designs employing fast gate operations with high Rabi frequencies16,17, together with advanced pulsing techniques18, should therefore enable much higher fidelities in the near future.

  • Preface to Special Topic: Defects in Semiconductors

    Yamamoto T., Fujiwara Y., Itoh K.

    Journal of Applied Physics (Journal of Applied Physics)  123 ( 16 )  2018年04月

    ISSN  00218979

  • 固体量子情報デバイスの現状と将来展望-万能ディジタル量子コンピュータの実現に向けて

    阿部英介、伊藤公平

    応用物理 86 ( 6 ) 453 - 466 2017年06月

    総説・解説(学術雑誌), 共著

  • スピントロニクス研究の原点からダイヤモンドでのトレンド,今後の展開まで

    阿部英介、伊藤公平

    NEW DIAMOND 33 ( 2 ) 3 - 6 2017年04月

    総説・解説(学術雑誌), 共著

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研究発表 【 表示 / 非表示

  • シリコンスピン量子ビットの位相コヒーレント輸送

    米田淳, W. Huang, M. Feng, C. H. Yang, K. W. Chan, T. Tanttu, W. Gilbert, R. C. C. Leon, F. E. Hudson, 伊藤公平, A. Morello, S. D. Bartlett, A. Laucht, A. Saraiva, and A. S. Dzurak

    日本物理学会2021年秋季大会物性, 2021年09月, 口頭(一般)

  • Quantum Sensors Along the Cylindrical Walls of Diamond Microwells

    1. T. Ishikawa, A. Yoshizawa, Y. Mawatari, H. Watanabe, J. Ishi-Hayase, and K. M. Itoh

    14th International Conference on New Diamond and Nano Carbons 2020/2021 (Virtual) , 2021年06月, 口頭(一般)

  • Quantum Computing in Japan

    K. M. Itoh

    Q2B, 2020年12月, 口頭(招待・特別)

  • シリコン量子コンピュータ開発の現状

    伊藤公平

    シリコン材料・デバイス研究会, 2020年11月, 口頭(招待・特別)

  • 量子コンピュータの最新動向

    伊藤公平

    第10回CSJ化学フェスタ2020, 2020年10月, 口頭(招待・特別)

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競争的資金等の研究課題 【 表示 / 非表示

  • ダイヤモンド量子センサーを用いたハイゼンベルグ限界感度における核スピン検出

    2019年04月
    -
    2022年03月

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 伊藤 公平, 基盤研究(B), 補助金,  代表

  • ダイヤモンド量子センシング

    2014年05月
    -
    2019年03月

    文部科学省・日本学術振興会, 科学研究費助成事業, 伊藤 公平, 基盤研究(S), 補助金,  代表

Works 【 表示 / 非表示

  • 自分だけが知っている真理!

    伊藤 公平

    2011年12月
    -
    継続中

    その他, 単独

  • 本音で語るアメリカ留学

    1999年
    -
    継続中

    その他, 単独

知的財産権等 【 表示 / 非表示

  • 特願:   1999年03月 

    特許

受賞 【 表示 / 非表示

  • 2018年度応用物理学会解説論文賞

    伊藤公平, 2018年09月, 応用物理学会

    受賞区分: 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

  • 応用物理学会フェロー表彰

    2015年07月, 応用物理学会

  • 日本学術会議連携会員

    伊藤 公平, 2011年10月, 日本学術会議

  • 日本学術振興会賞(JSPS PRIZE)

    伊藤 公平, 2009年03月

  • 日本IBM科学賞

    伊藤 公平, 2006年11月

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担当授業科目 【 表示 / 非表示

  • 応用物理特別講義A

    2021年度

  • 物性科学

    2021年度

  • 物性物理基礎

    2021年度

  • 量子コンピューティング

    2021年度

  • プレゼンテーション技法

    2021年度

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社会活動 【 表示 / 非表示

  • (国研)科学技術振興機構・文部科学省「量子科学技術イノベーション創出基盤調査分析業務」プログラムディレクター

    2018年07月
    -
    2023年03月
  • 文部科学省・科学技術・学術審議会専門委員

    2017年05月
    -
    2019年02月
  • 日本物理学会第73~74期代議員

    2017年03月
    -
    2019年03月
  • (国研)科学技術振興機構・CREST研究領域「量子状態の高度な制御に基づく革新的量子技術基盤の創出」領域アドバイザー

    2016年05月
    -
    2020年03月
  • (国研)科学技術振興機構・さきがけ研究領域「量子の状態制御と機能化」研究統括

    2016年04月
    -
    2022年03月

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所属学協会 【 表示 / 非表示

  • Conference Co-Chair, International Sttering Committee, The 29th International Conference on Defects in Semiconductors, 

    2017年07月
    -
    2017年08月
  • Program Committee, The 7th International Conference on Physics and Applications of Spin-Related Phenomena in Semiconductors, 

    2016年08月
  • 3rd Japan-Israel Binational Workshop on Quantum Phenomena, 

    2013年03月
  • The 7th International Conference on Physics and Applications of Spin-Related Phenomena in Semiconductors, 

    2012年08月
  • The 31st International Conference on Physics of Semiconductors, 

    2012年07月
    -
    2012年08月

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委員歴 【 表示 / 非表示

  • 2013年03月

    Co-organiser, 3rd Japan-Israel Binational Workshop on Quantum Phenomena

  • 2012年10月
    -
    継続中

    会員, Working Group on Energy, International Univion of Pure and Applied Physics

  • 2012年09月
    -
    継続中

    誌友, アグネ技術センター「固体物理」

  • 2012年09月
    -
    2014年03月

    委員, 東北大学電気通信研究所運営協議会

  • 2012年08月

    Program Committee, The 7th International Conference on Physics and Applications of Spin-Related Phenomena in Semiconductors

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