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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2023-08-01 10:45 量子デバイスの環境モニタリングに向けた極低温AD変換器の検討 ○山田友弥・髙橋亮蔵・三木拓司・永田 真（神戸大）  SDM2023-36 ICD2023-15 |
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| 抄録 | （和） | 誤り耐性型量子コンピュータを実現するためには，量子ビットの大規模化が不可欠である．しかし，量子ビット数の増加にともない，発熱や干渉といった量子デバイス近傍の様々な環境変化が量子ビットの精度劣化を引き起こす．本研究では，シリコン電子スピンを用いた量子ビットに着目し，その近傍における環境変化をモニタリングする手法を提案している．シリコン量子ビットは希釈冷凍機により100 mKまで冷却されるため，環境モニタリング回路も同じ極低温下で動作させる必要がある．また，希釈冷凍機の冷却能力には制限があるため，環境モニタリングに要する消費電力は可能な限り抑制すると同時に，環境変化を正確に取得するための広帯域性能が求められる．本稿では，環境モニタリング機能を構成する極低温AD変換器アーキテクチャを検討し，低温シミュレーションにより6 uW の消費電力と2.5 GHzの広帯域性を確認した．また，本AD変換器を180 nmプロセスにて試作し，室温環境による動作検証を実施したので報告する． |
| （英） | Scaling up the number of qubits is essential to realize a fault-tolerant quantum computer. However, as the number of qubits increases, various environmental changes near the of quantum devices, such as heat generation and interference, cause degradation in the accuracy of qubit controls. This research focuses on silicon spin qubits and propose a method to monitor environmental changes near the qubits. Since silicon qubits are cooled down to around 100 mK using a dilution refrigerator, the environmental monitoring circuit must also be placed and operate at the same cryogenic temperature. In addition, since the cooling capacity of the dilution refrigerator is limited, it is necessary to suppress the power consumption required for environmental monitoring, and wideband performance is also required to accurately capture environmental changes. In this paper, we develop the architecture for a cryogenic AD converter that constitutes the environmental monitoring function and confirm a power consumption of 6 uW and a wideband performance of 2.5 GHz by low-temperature simulation. In addition, we have designed the AD converter in 180 nm process and measured the operations at room temperature. | |
| キーワード | （和） | 量子コンピュータ / AD変換器 / 極低温回路 / / / / / |
| （英） | Quantum Computer / AD converter / Cryogenic circuit / / / / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 123, no. 144, ICD2023-15, pp. 6-9, 2023年8月. | |
| 資料番号 | ICD2023-15 | |
| 発行日 | 2023-07-25 (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 | SDM2023-36 ICD2023-15 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | SDM ICD ITE-IST |
| 開催期間 | 2023-08-01 - 2023-08-03 |
| 開催地（和） | 北海道大学 情報教育館 3F |
| 開催地（英） | Hokkaido Univ. Multimedia Education Bldg. 3F |
| 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 | 2023-08-SDM-ICD-IST |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | 量子デバイスの環境モニタリングに向けた極低温AD変換器の検討 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | A research on a cryogenic ADC for acquisition of environmental noise near quantum devices. |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | 量子コンピュータ / Quantum Computer |
| キーワード(2)（和/英） | AD変換器 / AD converter |
| キーワード(3)（和/英） | 極低温回路 / Cryogenic circuit |
| キーワード(4)（和/英） | / |
| 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） | 山田 友弥 / Tomoya Yamada / ヤマダ トモヤ |
| 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） | 髙橋 亮蔵 / Ryozo Takahashi / タカハシ リョウゾウ |
| 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） | 三木 拓司 / Takuji Miki / ミキ タクジ |
| 第3著者 所属（和/英） | 神戸大学 (略称： 神戸大) kobe University (略称： Kobe Univ.) |
| 第4著者 氏名（和/英/ヨミ） | 永田 真 / Makoto Nagata / ナガタ マコト |
| 第4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 | 2023-08-01 10:45:00 |
| 発表時間 | 25分 |
| 申込先研究会 | ICD |
| 資料番号 | SDM2023-36, ICD2023-15 |
| 巻番号（vol） | vol.123 |
| 号番号（no） | no.143(SDM), no.144(ICD) |
| ページ範囲 | pp.6-9 |
| ページ数 | 4 |
| 発行日 | 2023-07-25 (SDM, ICD) |
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