講演抄録/キーワード |
講演名 |
2021-08-17 10:15
[招待講演]誤り訂正大規模量子コンピュータに実装可能な高速かつ低ばらつきなシリコンスピン量子ビット動作を実現する埋め込み型微小磁石の集積技術 ○飯塚将太・加藤公彦・八木下淳史・浅井栄大・上田哲也・岡 博史・服部淳一・池上 努・福田浩一・森 貴洋(産総研) SDM2021-30 ICD2021-1 エレソ技報アーカイブへのリンク:SDM2021-30 ICD2021-1 |
抄録 |
(和) |
シリコンスピン量子ビットの高速操作と高い製造ばらつき耐性を同時に実現可能な埋め込み微小磁石の集積構造を提案し、TCADベースのシミュレーションにより操作速度と製造ばらつき耐性を検討した。量子ビット近傍に配された微小磁石により大きな傾斜磁場が量子ビットにかかり、従来比で約10倍の高速操作が実現可能となる。また、埋め込み配線技術を応用した自己整合プロセスを利用することで一定のプロセスばらつきの下でも量子ビット操作の忠実度ばらつきを抑制し、99%以上の忠実度を実現することが可能となる。この集積構造は、2次元格子状の量子ビット配置を用いた誤り訂正大規模量子コンピュータに実装可能である。本研究は、シリコンを用いた誤り耐性大規模集積量子コンピュータの実現に向けた大きな一歩となる。 |
(英) |
We propose a buried nanomagnet (BNM) realizing high-speed/low-variability silicon spin qubit operation, inspired by buried wiring technology, and investigate operation speed and variation tolerance employing TCAD-based simulation. High-speed quantum-gate operation results from large slanting magnetic-field generated by the BNM disposed quite close to a spin qubit, and low-variation of fidelity thanks to the self-aligned fabrication process. We demonstrate that the BNM realizes 10 times faster Rabi oscillation (faster spin-flip) than previous works and >99% fidelity under certain process variations. Also, the proposed BNM arrangement is implementable for error-correctable large-scale quantum computers employing a 2D-latticed qubit layout. This technology paves the way to practical large-scale quantum computers with silicon. |
キーワード |
(和) |
量子コンピュータ / シリコンスピン量子ビット / 微小磁石 / 埋め込み配線技術 / 集積化 / / / |
(英) |
Quantum computer / Silicon spin qubits / Nanomagnet / Buried wiring technology / Large-scale integration / / / |
文献情報 |
信学技報, vol. 121, no. 138, SDM2021-30, pp. 1-6, 2021年8月. |
資料番号 |
SDM2021-30 |
発行日 |
2021-08-10 (SDM, ICD) |
ISSN |
Online edition: ISSN 2432-6380 |
著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します.(許諾番号:10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) |
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