量子超越性を導く超伝導スピントロニクス量子計算回路の創出
| Project/Area Number |
19H00764
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Medium-sized Section 21:Electrical and electronic engineering and related fields
|
|---|
| Research Institution | Nagoya University |
|---|
Principal Investigator |
山下 太郎 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (60567254)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 雅光 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (10377864)
猪股 邦宏 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (50525772)
宮嶋 茂之 国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所フロンティア創造総合研究室, 研究員 (50708055)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2020-03-31
|
| Project Status |
Discontinued (Fiscal Year 2019)
|
| Budget Amount *help |
¥45,760,000 (Direct Cost: ¥35,200,000、Indirect Cost: ¥10,560,000)
Fiscal Year 2019: ¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000)
|
|---|
| Keywords | 量子ビット / ジョセフソン接合 / 強磁性体 / 超伝導古典回路 / 超伝導 / スピントロニクス |
|---|
| Outline of Research at the Start |
量子計算分野において、古典計算機を凌駕する計算能力を表す「量子超越性」の実験的実証は、全世界的に喫緊の研究課題として注目されている。その実証には、量子回路の大規模化（量子ビット数の増加）を、コヒーレンス時間（量子状態を保持可能な時間）等の性能劣化なく達成することが必要不可欠である。本研究では、本研究チームが誇る大規模化可能なπ接合量子回路と超低消費電力性を有する半磁束量子回路という世界最高峰のコア技術を融合することで、その量子超越性の実証に向けた基盤技術の確立を目指す。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
本年度はまず、本研究のコア技術となる強磁性ジョセフソン接合（π接合）を導入した量子ビットの研究開発を進めた。窒化物ベースのπ接合を位相シフタとして組み込んだ共振器結合型の量子ビットの設計及び素子作製まで完了し、現在原理実証及びコヒーレンス時間等の特性評価を進めている。現在のπ接合では磁性層にCuNiを用いているが、より均一性に優れたPdNiを磁性層材料として用いたπ接合の開発も並行して進めた。また、量子回路を低温下で制御するための単一磁束量子回路または半磁束量子回路といった超伝導古典回路に関して、要求される消費電力やそのために必要な物理パラメータを抽出した上で、制御用回路の具体的な回路構成に関して検討を行いシミュレーションベースで回路設計を進めた。今後は特に、量子制御に要求される小さなタイミングジッタ等の仕様を満たしつつ低消費電力性を実現可能な構成を探索していく。さらに、モノリシック化を見据えた量子回路作製プロセスや材料選択に関しても議論を進め、窒化ニオブベースのジョセフソン接合を用いた回路における臨界電流密度やインダクタンス等の回路パラメータ抽出を進めた。今後は得られた回路パラメータをシミュレーションにフィードバックし、実際の回路作製を行う予定である。また、モノリシック化に適した量子・古典ハイブリッド回路の素子構造の検討を開始したほか、将来的により効率的な量子回路及び半磁束量子回路の評価を可能とするため、低雑音アンプやサーキュレータ等の低温コンポーネントを購入し特性評価系の構築を進めた。
|
| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
|
Report
(2 results)
Research Products
(2 results)
