| Project/Area Number |
20K14398
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 13030:Magnetism, superconductivity and strongly correlated systems-related
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
INOUE Hisashi 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, 研究員 (90843342)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | ジョセフソン接合 / トポロジカル絶縁体 / 平板トンネル分光 / トンネル分光 / トポロジカル物質 / マヨラナ粒子 |
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| Outline of Research at the Start |
次世代の情報処理技術として量子計算が注目を集めている。従来の古典ビットの代わりに、量子力学的状態を利用した量子ビットを用いて情報処理を行うことで、計算速度の向上が期待できる。しかし、量子ビットに蓄えられる情報が時間とともに変化してしまうデコヒーレンスという過程が存在し、計算結果の信頼性を低下させる主要因となっていた。本研究では、トポロジカル絶縁体という物質を量子ビットに応用することで、デコヒーレンスが起こりづらい量子ビットを開発する。
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| Outline of Final Research Achievements |
This work focuses on topological Josephson junctions made of a topological insulator with superconducting electrodes. Such a device is believed to host Majorana quantum states, and manipulating these states realizes fault-tolerant quantum computing. Here we realized a Josephson junction consisting of a topological insulator and superconducting electrodes and developed a method for characterizing Majorana quantum states by means of planar tunneling spectroscopy.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
量子情報処理は次世代の超高速情報処理技術として注目されている。そこで使われる量子ビットのエラーをいかに小さくできるかが、実用化に向けた１つの鍵になる。最近新たな手法として注目されているマヨラナ準粒子状態を用いた量子情報処理は、このエラーを飛躍的に小さくできる可能性を秘めているが、素子の作製法や評価法が先行する別の手法より未熟であった。本課題で実施した研究により、物質中のマヨラナ準粒子状態を利用した、エラーの小さな量子ビットの実現に向けた研究が前進するものと期待している。
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