2007 Fiscal Year Annual Research Report
固有ジョセフソン接合を利用した高温超伝導量子計算機に関する研究
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18310096
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
佐藤 茂雄 Tohoku University, 電気通信研究所, 准教授 (10282013)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中島 康治 東北大学, 電気通信研究所, 教授 (60125622)
早川 吉弘 東北大学, 電気通信研究所, 助教 (20250847)
小野美 武 東北大学, 電気通信研究所, 助教 (70312676)
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| Keywords | 量子計算機 / 高温超伝導体 / ジョセフソン接合 / 断熱的量子計算 / Bi-2212 / 巨視的量子トンネル / 量子ビット |
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| Research Abstract |
単一ジョセフソン接合のダイナミクスはRSJモデルと呼ばれる受動素子モデルで近似できることが知られており,接合を構成する電極間の電子波動関数の位相差を座標変数とし,ジョセフソンエネルギーに相当する1次元ポテンシャル中を粒子が運動するという描像が成り立つ.十分低温においてエネルギーは量子化されるため,任意の2準位を量子ビットの|0>と|1>に対応させることができ,これを位相量子ビットと呼ぶ.今年度はまず量子ビット動作検証にはサンプルへのノイズ流入,熱流入を最小限に抑制する必要があるため,測定系に各種改良を加えた.銅粉フィルタや炭素粉フィルタなど各種フィルタの作製・評価,超伝導体など特殊材料を利用した同軸ケーブルの配線・評価,平坦な周波数特性を有するアンテナの作製などを行い,良好なノイズ及び熱除去特性を得た.また1ビット動作に焦点を絞って実験を行い,マイクロ波照射によりシングルフォトン共鳴による共鳴励起を確認した.さらに加工方法やサイズの異なる各種サンプルについて測定を行い,スィッチング電流分布に複数のピークが現れること,接合間結合によりスイッチング頻度が増加するなど,単一接合における理論では説明できない現象の観測に成功した.加工プロセスの違いが巨視的量子トンネル確率に影響すること,つまりトンネル接合間の結合状態が変化することを実験的に証明した.ラビ振動つまり量子1ビットの動作確認は次年度の課題として残った.
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