研究課題
本研究課題では、制御性と量子コヒーレンスに優れ、集積回路技術と親和性が高い量子ビット系として、量子コンピュータへの応用が期待されるシリコン量子ドット中の電子スピンを、高精度にトンネル輸送する技術の確立にむけた研究を実施した。このようなトンネル輸送技術の実現可能性について検証するうえで、トンネル過程が電子スピンの位相コヒーレンスに与える影響の理解が重要となる。これまでに、輸送に用いる量子ドット間のトンネル結合を大きくすることで、非断熱トンネルの影響が抑制された、99%を超える高い忠実度での位相コヒーレントなトンネルが可能であることを実証した。またトンネル領域における電子スピンの位相コヒーレンスは、電荷雑音が量子ドット準位に与える影響を考慮したモデルでよく説明できることが分かった。当該年度は電荷雑音がトンネル結合そのものに与える影響についても調べ、スピン交換結合の揺らぎを測定することで、その雑音スペクトルの推定に成功した。さらに、シリコン量子ドットデバイス中の電荷雑音を評価し、その温度依存性の詳細な測定から電荷雑音源を特徴づける活性化エネルギーを算出した。加えて、電子スピンの位相コヒーレンスやトンネル輸送実験に対して、電荷雑音やクロストークが与える影響を低減する方法を見出した。これらは、高精度なトンネル輸送を活用したシリコン量子ビットアーキテクチャの結合性や設計自由度向上につながる重要な成果であると考えられる。
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すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 5件)
Japanese Journal of Applied Physics
巻: 62 ページ: SC1086～SC1086
10.35848/1347-4065/acbb0e
IEICE Transactions on Electronics
巻: － ページ: －
10.1587/transele.2022FUS0001
電子情報通信学会論文誌 C
巻: J105-C ページ: 227～234
10.14923/transelej.2021JCI0017
