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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2022-08-08 16:10 大規模量子ビットアレイの高精度制御に向けた極低温DA変換器の設計 ○高橋亮蔵・三木拓司・永田 真（神戸大）  SDM2022-42 ICD2022-10 |
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| 抄録 | （和） | 大規模量子コンピュータにおいて量子ビットの制御に使用する、極低温動作可能な電荷再配分型DAコンバータ(DAC)を設計した。現在、量子コンピュータの大規模化に向け、希釈冷凍機の4-8 Kステージで動作可能な極低温制御チップの開発が課題となっている。本研究では、制御チップに搭載される主要な回路の一つであるバイアス電圧生成回路に着目し、小型かつ低消費電力なDACを考案した。極低温下では回路で発生する熱雑音およびMOSトランジスタのリーク電流が小さくなるという性質を利用し、電荷再配分型DACを構成する容量アレイの小型化を実現した。また、新たに提案するキャリブレーション手法により、容量の小ささに起因するキャパシタのミスマッチを自動的に補正する機能を実現した。試作チップを8 K環境で実測評価し、非線形誤差が+/-2 LSB以内という性能を小型(0.008 mm^2)かつ低消費電力(5.8 uW)な実装で実現できることを確認した。 |
| （英） | This work presents a cryogenic digital-to-analog converter (DAC) for controlling a qubits in a large-scale quantum computer. The development of a qubit control chip which can be placed on a 4-8 K plate in a dilution refrigerator is one of the most important challenges for realizing large-scale quantum computers. This work proposes a small and low-power DAC for a bias voltage generator, one of the major components of a control chip. The capacitor arrays composing a charge-redistribution DAC are miniaturized by utilizing the cryogenic characteristics of low noise and leakage. Furthermore, capacitor mismatches due to their small size are automatically corrected by a newly proposed calibration technique with a small area-overhead. The prototype DAC was evaluated at 8 K temperature, and it achieved a very small area of 0.008 mm^2 and low power consumption of 5.8 uW, while a non-linearity error within +/-2 LSB. | |
| キーワード | （和） | 極低温 / DAコンバータ / ミスマッチ補正 / 量子コンピュータ / / / / |
| （英） | cryogenic / digital-to-analog converter / mismatch calibration / quantum computer / / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 122, no. 149, ICD2022-10, pp. 37-40, 2022年8月. | |
| 資料番号 | ICD2022-10 | |
| 発行日 | 2022-08-01 (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) | |
| PDFダウンロード | SDM2022-42 ICD2022-10 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | ICD SDM ITE-IST |
| 開催期間 | 2022-08-08 - 2022-08-10 |
| 開催地（和） | オンライン開催に変更 現地開催(北海道大学百年記念会館)は中止 |
| 開催地（英） | |
| テーマ（和） | アナログ、アナデジ混載、RF及びセンサインタフェース回路、低電圧・低消費電力技術、新デバイス・回路とその応用 |
| テーマ（英） | Analog, Mixed Analog and Digital, RF, and Sensor Interface, Low Voltage/Low Power Techniques, Novel Devices/Circuits, and the Applications |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | ICD |
| 会議コード | 2022-08-ICD-SDM-IST |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | 大規模量子ビットアレイの高精度制御に向けた極低温DA変換器の設計 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | A cryogenic digital-to-analog converter for high-fidelity control of large-scale qubit arrays |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | 極低温 / cryogenic |
| キーワード(2)（和/英） | DAコンバータ / digital-to-analog converter |
| キーワード(3)（和/英） | ミスマッチ補正 / mismatch calibration |
| キーワード(4)（和/英） | 量子コンピュータ / quantum computer |
| キーワード(5)（和/英） | / |
| キーワード(6)（和/英） | / |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 高橋 亮蔵 / Ryozo Takahashi / タカハシ リョウゾウ |
| 第1著者 所属（和/英） | 神戸大学 (略称： 神戸大) Kobe University (略称： Kobe Univ.) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 三木 拓司 / Takuji Miki / ミキ タクジ |
| 第2著者 所属（和/英） | 神戸大学 (略称： 神戸大) Kobe University (略称： Kobe Univ.) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 永田 真 / Makoto Nagata / ナガタ マコト |
| 第3著者 所属（和/英） | 神戸大学 (略称： 神戸大) Kobe University (略称： Kobe Univ.) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2022-08-08 16:10:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | ICD |
| 資料番号 | SDM2022-42, ICD2022-10 |
| 巻番号（vol） | vol.122 |
| 号番号（no） | no.148(SDM), no.149(ICD) |
| ページ範囲 | pp.37-40 |
| ページ数 | 4 |
| 発行日 | 2022-08-01 (SDM, ICD) |
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