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2020 年度 実施状況報告書

半導体量子ビット設計シミュレータQCADの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K04635
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

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, 研究員 (00722290)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード半導体量子ビット / 半導体デバイスシミュレータ / 量子ビットシミュレータ
研究実績の概要

本年度は量子ビットシミュレータ(QCAD)の開発として、まず「デバイス整合型量子計算プログラム」を作成した。このプログラムでは、古典デバイス領域におけるキャリア電流連続式及び量子ビット領域におけるShrodinger方程式を逐次的に解きながら自己無撞着計算を行う事で、デバイス設計と整合する形で量子ビット状態を計算する事ができる。本年度は更に、得られた量子ビット準位及び波動関数を用いて、量子ビットダイナミクスをシミュレートする事に成功した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

二年目までかかると思われていた、量子コンパクトモデルによる量子ビットダイナミクスのシミュレーションまで本年度中に進める事ができたため。

今後の研究の推進方策

2020年度までは1量子ビットに関するシミュレーションのみ行なっていたが、2021年度は計算手法を拡張して2量子ビットのシミュレーションまで行えるようにする事を目指していく。

次年度使用額が生じた理由

コロナ下のため、学会参加のための旅費が必要なくなったため。
今年度はコロナの情勢を鑑みながら、旅費やスパコン使用料へと使用していく。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Development of Integrated Device Simulator for Quantum Bit Design: Self-consistent Calculation for Quantum Transport and Qubit Operation2021

    • 著者名/発表者名
      Hidehiro Asai, Shota Iizuka, Tsutomu Ikegami, Junichi Hattori, Koichi Fukuda, Hiroshi Oka, Kimihiko Kato, Hiroyuki Ota, Takahiro Mori
    • 雑誌名

      Proceedings of 5th IEEE Electron Devices Technology & Manufacturing Conference (EDTM)

      巻: 1 ページ: 1-3

    • DOI

      10.1109/EDTM50988.2021.9420978

  • [学会発表] Development of Integrated Device Simulator for Quantum Bit Design: Self-consistent Calculation for Quantum Transport and Qubit Operation2020

    • 著者名/発表者名
      Hidehiro Asai, Shota Iizuka, Tsutomu Ikegami, Junichi Hattori, Koichi Fukuda, Hiroshi Oka, Kimihiko Kato, Hiroyuki Ota, Takahiro Mori
    • 学会等名
      5th IEEE Electron Devices Technology & Manufacturing Conference (EDTM)
    • 国際学会
  • [学会発表] TCAD 技術を活用した半導体量子ビットシミュレータの開発2020

    • 著者名/発表者名
      浅井栄大、飯塚将太、池上努、服部淳一、福田浩一、岡博史、加藤公彦、太田裕之、森貴洋
    • 学会等名
      第68回日本応用物理学会春季大会
  • [学会発表] Development of integrated device simulator for Silicon Quantum Bit Design2020

    • 著者名/発表者名
      Hidehiro Asai, Shota Iizuka, Tsutomu Ikegami, Junichi Hattori, Koichi Fukuda, Hiroshi Oka, Kimihiko Kato, Hiroyuki Ota, Takahiro Mori
    • 学会等名
      American Physical Society March meeting 2021
    • 国際学会

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公開日: 2021-12-27  

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