| 研究課題/領域番号 |
19K03693
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| 研究機関 | 国立研究開発法人情報通信研究機構 |
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研究代表者 |
布施 智子 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, 主任研究員 (00587925)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 量子ビット / 超伝導回路 |
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| 研究実績の概要 |
超伝導共振器中のマイクロ波量子状態について、最近では特に、量子ビットへの応用へ向けた研究が活発に行われている。本研究では、我々の提案した手法 [Phys. Rev. A 99, 013827 (2019)] に基づいて、マイクロ波共振器中のマイクロ波シュレディンガー猫状態の制御を行うことを目指している。
提案では、共振器と量子ビットの結合強度の変調を利用して共振器中の光子の量子状態を制御する手法と、量子ビットの制御を利用して共振器中の光子の量子状態を制御する手法の二つを示しているが、本年度は主に、前者のように直接、共振器と量子ビットの結合強度を変調することをねらい研究を行った。具体的には、特に二つのタイプのマイクロ波共振器―超伝導磁束量子ビット結合回路を作製し、測定することを試みた。一つ目の回路は、マイクロ波共振器（集中定数型または分布定数型）と超伝導磁束量子ビットの結合部分のジョセフソンインダクタンスを超伝導量子干渉計（SQUID）で形成し、磁束バイアスを用いてSQUIDを変調して結合部分の実効的なインダクタンスを変えることにより、結合強度を変えることをねらった回路、二つ目の回路は、同様にSQUIDを利用して、マイクロ波共振器（分布定数型）の実効的な共振器長を変えることにより、量子ビットが共振器と結合する位置における共振器中の電流の大きさを変え、結合強度を変えることをねらった回路である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
上記一つ目の回路は、当初の予定通り作製し、磁束バイアスの変化に応答したエネルギースペクトルの変化を観測することに成功した。しかし、バイアス電流の増大に伴う散逸の増大により、ダイナミクスの測定には至っていない。上記二つ目の回路は、設計を完了したが、回路に断線があり、予定した測定に至っていない。
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| 今後の研究の推進方策 |
バイアス電流による散逸の影響を抑えるため、オンチップ回路の設計パラメータを最適化するとともに、室温・冷凍機中のマイクロ波配線（熱アンカー・アッテネータ・フィルタリング等）を改良する。また、定常的なバイアス電流による散逸の影響を抑えるため、パルス制御を試みる。素子作製上の問題点を修正し、素子を完成させ、測定する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
学会で得た最新の情報をもとにマイクロ波部品等を購入することを計画していたが、参加予定であった学会が中止になったため、予算残額を次年度使用とする。必要なマイクロ波部品の購入に使用する。
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