Sylvain de Léséleuc（分子科学研究所　助教）

講演テーマ『アトム・バイ・アトムで作る量子デバイスの実現』

原子一つ一つをレーザーで捕らえ、冷却、観察、操作する

　量子物理学の基本的なルールは、100年前から理解されるようになりました。その発見以来、研究者たちはこの新しいルールを使って、新しい量子デバイスを作る方法を模索しています。そして、レーザーやトランジスタの発明を頂点とする「第一次量子革命」が起こり、私たちの社会が大きく変わり、量子物理学の研究はますます加速し続けています。

　超伝導回路や個々の粒子（電子、原子、イオン、分子）など、より理想的な量子系（ノーベル賞2012年）が存在する現在では、「量子重ね合わせ」や「量子もつれ」（ノーベル賞2022年）など、より進んだ量子特性を利用して新世代の量子デバイスを作る「第二次量子革命」に突入しています。私の研究であるレーザー光による原子一つ一つの操作が、アトム・バイ・アトムで作る量子コンピュータにどのようにつながっているのかを説明します。

Building quantum machines, atom by atom.

How to trap, cool, see, and manipulate individual atoms with lasers.

The basic rules of quantum physics are now understood for 100 years. Since their discovery, researchers are exploring how to use these new rules to build novel quantum devices. This led to a first "quantum revolution", culminating with the invention of the laser or the transistor, that drastically changed our society. Since then, research in quantum physics have kept progressing at an ever faster pace, and we are now on the verge of a "second quantum revolution" where we have more ideal quantum systems (Nobel Prize 2012), such as superconducting circuits or individual particles (electron, atom, ion, molecules), and use more advanced quantum properties such as "quantum superposition", "quantum entanglement" (Nobel Prize 2022) to build a new generation of quantum machines. I will explain how my research, on manipulation of individual atoms with laser beams, is linked to building a quantum computer, atom by atom.

＜略　　歴＞

2008年　 7月　　Diderot High School (Carvin, France)卒業

2013年　 7月　　Ecole Polytechnique (Palaiseau, France)学部卒業

2015年　 7月　　Swiss Federal Institute of Technology (ETH Zurich, Switzerland) 物理学研究科 修士課程修了

2018年  12月　　Institut d'optique Graduate School (Paris-Saclay University, France) 物理学研究科 博士課程修了

研究テーマ：Ultrafast quantum simulator and computer with arrays of ultracold atoms（冷却原子アレー型の超高速量子シミュレータ・コンピュータ）

＜研究者を目指したきっかけ＞

　高校生の頃、青少年向けに自然科学を解説した科学雑誌を愛読していました。特に、原子や素粒子の説明を理解しようとするのが好きでした。大学に入ってからは、そのような講義にワクワクしながら参加したり、原子を使った実験ができる研究室に入ったりして、とても楽しかったです！そうした経験から自然と研究者の道に進んでいました。

When I was a high school student, I loved to read scientific magazines (targeting young people) that explain natural sciences. Especially, I liked to try understanding the description of atoms and elementary particles. When I joined the university, I was excited to follow lectures about these subjects and I ended up joining research laboratories where I could do experiments with these atoms, it is very fun ! 

＜自慢の一枚＞

　実験は一人でやるより、みんなと一緒にやったほうが楽しいし、いいアイデアも見つかります。研究者としての私の仕事の重要な部分は、若い学生を惹きつけ、一緒に「物理をやる」喜びを分かち合うことでもあります。今年は、国内外から10人の若い学生（B3～M2）を見つけて、数カ月間一緒に実験してもらうことに成功したのが私の誇りです。彼らは、私たちと一緒に研究の進歩に貢献できることをとても喜んでいるようです。

I like to do experiments with other people, it is much funnier and we find better ideas than working alone. An important part of my job is to attract young students and share the joy of doing physics together. This year, my pride is to succeed in finding 10 young students (between B3 and M2), from Japan and abroad, to do experiments with us for a few months. They seem very happy to contribute to research progress with us.

＜最近はまっていること、趣味など＞

　平日は、研究室やオフィスで過ごすことが多いですね。ですから、週末は外に出て、日本の美しい四季を楽しみたいと思っています。そこで、自宅の庭で野菜を育て始めました。とてもリラックスできますし、健康的な運動にもなります。月曜日に研究室に戻ると、またエネルギーに満ち溢れています！

During the week, I spend a lot of time in the laboratory or in my office. So in the week-end, I want to be outside and enjoy the beautiful weather. I started to grow vegetables in my garden. It is very relaxing and also a healthy exercise for the body. When I go back to the laboratory on Monday, I am again full of energy.