| 研究課題/領域番号 |
20K04635
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
浅井 栄大 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 (00722290)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2021年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 半導体量子ビットシミュレータ / TCAD / QCAD / 半導体量子ビット / 半導体デバイスシミュレータ / 量子ビットシミュレータ / 量子コンピュータ / 量子コンピューティング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年、大手半導体素子メーカーを含めた産学官連携による半導体量子コンピュータの研究が急速に進展している。実用的な量子コンピュータの実現には、その素子である量子ビットの動作解析及び最適設計が鍵となる。しかし、現在の量子ビット開発の現場では従来型半導体素子の高集積化を支援しているTCAD シミュレータに相当する設計ツールが存在せず、経験則的設計に留まっている。そこで本研究では、TCAD シミュレーション手法と量子ビットの理論解析手法とを融合する事で半導体量子ビットシミュレータ(QCAD)を開発し、量子ビットの動作解析及び設計支援を行う環境を構築する。
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| 研究成果の概要 |
半導体量子コンピュータの実用化に向けて、半導体量子ビットの設計シミュレーションツール（QCAD）の開発を行なった。QCADは１量子ビットまたは２量子ビット構造とその動作条件を入力する事で、電荷安定図やRabi振動に代表される量子ビットの基本特性を出力する事ができる。また、開発したQCADを用いて、量子ビットの大規模集積化の際の大きな課題となる「特性ばらつき」の問題に取り組み、ばらつきを抑制する新量子ビット構造の提案を行なった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では量子コンピュータの設計ツールを開発しており、本成果は国産半導体量子コンピュータ開発を強く支援するものとなっている。そのため、本研究成果は量子コンピュータ開発における日本のプレゼンスを高める上で重要な成果となる。また、本研究では「量子ビット集積デバイス工学」を新たに切り拓いており、電子デバイス工学及び量子情報科学、更には物性物理分野においても重要な学術研究となっている。
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