超伝導ループ中の磁束量子を用いた量子コンピータの基礎的研究

利用超导环中磁通量子的量子计算机基础研究

基本信息

批准号：
14750248
负责人：
小野美武
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14750248/
关键词：
超伝導ジョセフソン接合磁束量子量子計算

项目摘要

超伝導磁束量子干渉計を用いた量子論理ゲートの実現に向けて、高抵抗微小ジョセフソン接合を含む超伝導ループ(SQUID)中の磁束量子の位置を利用した2準位系を実現するデバイスの集積化と測定を行った。集積化はNb/AlOx/Nbジョセフソン集積回路技術と電子ビーム露光による微細加工技術を用いて行われ、最小接合寸法1μm角までのジョセフソン接合が集積可能となっている。本年度は従来より実績のある超伝導単一磁束量子回路の集積化において、酸化ニオブを絶縁体として用いた超伝導ストリップ伝送線路の集積化を行い、量子論理ゲートを観測するための単一磁束量子回路の基礎的実験を合わせて遂行した。ストリップ線路の遅延時間を測定するためのリング型発振器の設計・集積化を行い、ジョセフソン臨界電流密度やインダクタンスなどの基礎パラメータの条件だしによる集積プロセス確立が達成された。本集積プロセスを用いて超伝導量子ゲートと単一磁束量子回路を合わせて集積することにより、量子論理ゲートの2準位状態の観測が容易になるものと期待される。一方、本年度は量子論理ゲートを操作する系として有望な単一磁束量子回路において、ニューロアルゴリズムを基本とした演算回路を提案し、その基本回路の設計・試作を行った。この結果は論文誌に投稿を行い受理されている。これらの結果は、量子計算と磁束量子回路の融合による計算機回路への展開という観点で重要な結果である。

为了使用超导磁通量量子干涉仪实现量子逻辑门，我们集成了和测量的设备，这些设备使用磁通量量子的位置实现了两级系统，该系统包含含有高抗性的微型Josephson连接的超导环（Squid）。使用NB/Alox/NB Josephson Integrated Cource技术和使用电子束曝光的精细机械进行了集成，使Josephson连接尺寸为1μm平方。今年，在已证明已实现的超导单频量子电路的整合中，我们将使用氧化物氧化物作为绝缘子整合了超导带状传输线，并对单次量子量子循环进行了基本实验，以观察量子逻辑。已经实现了用于测量脊柱延迟时间的环形振荡器的设计和集成，并且基于基本参数（例如Josephson临界电流密度和电感）的条件建立了整合过程。通过使用此集成过程结合超导量子门和单频量子电路，可以预期观察量子逻辑门的两级状态会更容易。另一方面，今年，我们提出了一个基于单频量子电路的神经算法的算术电路，该电路有望作为操作量子逻辑门的系统，并设计和原型化了基本电路。这些结果已提交给期刊并接受。通过量子计算和磁通量量子电路的融合，这些结果在开发到计算机电路方面很重要。