シリコン量子ビット実現に向けた要素技術の開発と関連物理の解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Quantum cybernetics - interdisciplinary studies of quantum controls and developments toward quantum computing |
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| Project/Area Number |
24102703
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
小寺 哲夫 東京工業大学, 量子ナノエレクトロニクス研究センター, 助教 (00466856)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2014-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2013)
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| Budget Amount *help |
¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2013: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2012: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
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| Keywords | 量子ドット / シリコン / 電子スピン / 量子ビット |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、シリコン量子ドット中の電子スピンを量子ビットとして用いる量子情報素子に関連する物理の解明と要素技術の実現である。将来的に量子情報処理と既存シリコンテクノロジーとの融合を目指すものである。今年度は、(1) 少数電子二重量子ドット素子作製・評価、(2) RF-SET読み出し技術の開発、(3) 物理解明、(4) 量子ドットに対する微小磁石効果を行う計画を立て、研究を推進した。
(1) 少数電子二重量子ドット素子作製・評価：初年度の素子をさらに改良し少数電子シリコン二重量子ドットの作製を実現した。単電子状態の読み出しは、近傍に配置したSET電荷検出計によって行った。
(2) RF-SET読み出し技術の開発：スピン状態のシングルショット読み出しを行うために、高速に電荷検出可能なRF-SET測定系の立ち上げを進めた。
(3) 物理解明：少数電子単一量子ドットにおけるバレー分離の定量的な評価を行った。また、二重量子ドットにおいて、量子ドット間の準位差（デチューニング）やトンネル結合を操作することで、スピン操作を行うことができることを確認した。
(4) 量子ドットに対する微小磁石効果：微小磁石により傾斜磁場が生成できることを、シミュレーションにより確認した。さらに傾斜磁場下で電子の位置を高周波電圧により振動させることで、実効的に回転磁場を生み出す方式を用いて、シリコン量子ドット内の電子スピンの回転操作を行う実験を進めた。電子スピンの回転により生じた可能性のあるピークを観測した。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(44 results)
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[Presentation] Silicon quantum dot devices toward electron spin quantum bits
Author(s)
T. Kodera, K. Horibe, T. Kambara, T. Ferrus, A. Rossi, Y. Kawano, K. Uchida, D. A. Williams, Y. Arakawa, S. Oda
Organizer
8th International Nanotechnology Conference on Communication and Cooperation (INC8)
Place of Presentation
Tsukuba, Japan
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[Presentation] Fabrication and characterization of Si/SiGe quantum dots with capping gate
Author(s)
T. Kodera, Y. Fukuoka, K. Takeda, T. Obata, K. Yoshida, K. Sawano, K. Uchida, Y. Shiraki, S. Tarucha, and S. Oda
Organizer
The 2012 IEEE Silicon Nanoelectronics Workshop (SNW2012)
Place of Presentation
Honolulu, Hawaii
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