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量子ハードウェアシステム研究チーム

ミッション

大規模量子コンピュータの実現に向けたハードウェアの開発および開発スキームの構築と普及

概要

大規模量子コンピュータ実現に向けたシステム構築、ハードウェア開発
-循環式液体ヘリウムを用いた冷凍機開発
-マイクロ波部素材開発（断熱ケーブル、LNA、アイソレータ）
G-QuATテストベッドプラットフォームを活用した部素材開発スキームの構築
-シン応用超伝導コンソーシアム（仮）の設立と運営
高周波向け部素材評価、非磁性部素材の評価・標準化への取り組み

チームの研究課題

高い冷却効率を有する次世代冷凍機システムに関する研究開発

将来の大規模量子コンピュータ（例えば１００万物理ビット超級）の実現において、既存技術の延長線上では実用性と経済合理性が破綻することが予想されます。当チームでは、計測器類と並んで非常に大規模なエネルギーが必要となる冷凍機システムの抜本的な更新に向けた研究開発を行っています。具体的には、投入電力に対して得られる冷凍能力の最大化・高度化に向けた冷却システムの検討、熱交換器の開発などに取り組んでいます。

冷凍機内部に設置するマイクロ波部素材・デバイスに関する研究開発

将来の大規模量子コンピュータ（例えば１００万物理ビット超級）では、冷凍機外（室温）から量子ビットの設置されたステージ（20 mK）まで、１００万本を超える配線や増幅器などが設置されます。これらは熱流入の原因になるとともに、冷凍機内のスペース確保が困難になることから、熱流入の抑制や配線数の削減が求められています。当チームでは、高い断熱性能と高い集積度を備えたフラットケーブルや、従来よりも小型かつ低発熱が期待されるアンプなどの開発に取り組んでいます。

チームの構成メンバー

所属・役職および名前	専門分野	担当業務、その他
チーム長簔原誠人（Makoto MINOHARA）	機能性材料開発、量子ビーム計測（放射光）、低温物性評価	全体統括
主任研究員竹下直（Nao TAKESHITA）	大型高効率希釈冷凍機の開発と各種部材評価	冷凍機開発・評価
主任研究員対馬孝弘（Takahiro TSUSHIMA）	マイクロ波およびミリ波帯における高周波集積回路に関する研究開発。特に、化合物半導体を用いた広帯域・高出力増幅器や多機能制御回路の研究	高周波部素材開発・評価
研究員不破麻里亜（Maria FUWA）	低温マイクロ波パッシブ回路、磁気浮上、量子光学
研究員西岡颯太郎（Sotaro NISHIOKA）	極低温での物性測定および装置開発	冷凍機開発・評価
キャリアエキスパート佐藤昭（Akira SATO）	超低温での物性測定	冷凍機開発・評価
主任エンジニア日髙志郎（Shiro HIDAKA）	III-V族化合物半導体低次元電子系の製造・評価技術。G-QuATでは、ヘリウム液化システムの開発・高度化を担当	冷凍機開発・評価主務：研究戦略本部エンジニアリング部
主任技師大沼未央（Mio OHNUMA）	低温物性測定	低温物性評価
招へい研究員淵野修一郎（Fuchino Shuichiro ）	超伝導デバイスの冷却システム	冷凍機開発・評価
招へい研究員君島　正幸（Kimishima Masayuki ）		高周波部素材開発・評価
招へい研究員竹川　俊二（Takekawa Shunji）		材料開発
チーム付加屋野博幸 (Hiroyuki KAYANO)	マイクロ波システム設計	主務：G-QuAT総括研究主幹
チーム付荒川智紀 (Tomonori ARAKAWA)	低温マイクロ波計測、マイクロ波材料評価	高周波部素材開発・評価主務：量子ハードウェアコンポーネント研究開発チーム　主任研究員
チーム付則元将太 (Shota NORIMOTO)	単電子制御、低温マイクロ波測定	高周波部素材開発・評価主務：量子ハードウェアコンポーネント研究開発チーム　研究員
チーム付五十嵐純太 (Junta IGARASHI)	スピントロニクス、低温マイクロ波計測	高周波部素材開発・評価主務：量子ハードウェアコンポーネント研究開発チーム　研究員
チーム付片岡邦光 (Kunimitsu KATAOKA)	無機酸化物材料合成・単結晶育成、結晶構造解析、電気化学測定	材料開発主務：省エネルギー技術研究部門　エネルギー結晶材料研究グループ　研究グループ長