超伝導量子デバイスチーム
1. メンバー
研究チーム長 Team Leader |
水林 亘 MIZUBAYASHI Wataru |
Researcher ID | |
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主任研究員 Senior Research Scientist |
猪股 邦宏 INOMATA Kunihiro |
Researcher ID | Google Scholar |
主任研究員 Senior Research Scientist |
山田 隆宏 YAMADA Takahiro |
Researcher ID | |
主任研究員 Senior Research Scientist |
辻本 学 TSUJIMOTO Manabu |
Researcher ID | Google Scholar |
研究員 Research Scientist |
浦出 芳郎 URADE Yoshiro |
Researcher ID | Google Scholar |
主任研究員 Senior Research Scientist |
藤井 剛(兼務) FUJII Go (Adjunct) |
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招聘研究員 Invited Senior Researcher |
永沢 秀一 NAGASAWA Shuichi |
2. 主な研究テーマ
次世代型コンピュータとして量子力学的原理を応用した量子コンピュータに注目が集まっています。量子コンピュータでは情報を担う最小単位の量子ビットは、0と1、さらにその重ね合わせの状態をとることができ、この性質を用いることにより超並列情報処理が可能となります。近年、100〜1000量子ビット集積数でエラーを含んでも情報処理できる超伝導量子回路を用いたNISQ(Noisy Intermediate-Scale Quantum)コンピュータが検討されています。
量子ビットを用いた情報処理システムは、NISQコンピュータと量子極限(ここでは、増幅器の雑音指数が量子雑音限界に迫ることを意味します)マイクロ波増幅器で構成され、超伝導量子ビットの状態を熱雑音から守るため10 mK以下の極低温環境下に置かれています(下図)。 本チームでは、NISQコンピュータを構成する超伝導量子ビットの高性能化・高集積化を材料・プロセス・設計の観点から研究を進めています。さらに、NISQコンピュータからの信号が非常に微弱なため、この信号を増幅し高精度に読み出す量子極限マイクロ波増幅器の広帯域化・低雑音化に関して材料・設計の観点から研究を行っています。 図 トランズモン超電導量子ビット |
3. 主な研究設備・技術の紹介
超伝導量子デバイス作製超伝導量子ビット・量子極限マイクロ波増幅器(下図)の作製は、産総研内の共用研究開発施設CRAVITY(Clean Room for Analog & Digital Superconductivity)で行っています。この施設では、ウェハ洗浄、超伝導薄膜成膜、リソグラフィー、ドライエッチングなど超伝導量子デバイスの作製に必須となるプロセス設備が備わっています。 CRAVITYの装置設備は下記URLをご参照ください。 https://unit.aist.go.jp/neri/cravity/ja/index.html 図 量子極限マイクロ波増幅器 超伝導量子デバイス評価設備3台の希釈冷凍機システム(Bluefors社製LD-250: 2台、XLD-1000: 1台)により、作製した超伝導量子デバイスを 10 mK以下の極低温に冷却し、マイクロ波パルス制御システム、マイクロ波評価機器を用いて超伝導量子ビットや超伝導量子ビットのベースとなる超伝導材料の特性評価を行っています。 |
4. 主な外部資金プロジェクト
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