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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
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 Print edition: ISSN 0913-5685  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 SDM2021-30 ICD2021-1

研究会情報
研究会 SDM ICD ITE-IST  
開催期間 2021-08-17 - 2021-08-18 
開催地(和) オンライン開催 
開催地(英) Online 
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 SDM 
会議コード 2021-08-SDM-ICD-IST 
本文の言語 日本語 
タイトル(和) 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 
サブタイトル(和)  
タイトル(英) Buried nanomagnet realizing high-speed/low-variability silicon spin qubits: implementable in error-correctable large-scale quantum computers 
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) シリコンスピン量子ビット / Silicon spin qubits  
キーワード(3)(和/英) 微小磁石 / Nanomagnet  
キーワード(4)(和/英) 埋め込み配線技術 / Buried wiring technology  
キーワード(5)(和/英) 集積化 / Large-scale integration  
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) 飯塚 将太 / Shota Iizuka / イイヅカ ショウタ
第1著者 所属(和/英) 産業技術総合研究所 (略称: 産総研)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (略称: AIST)
第2著者 氏名(和/英/ヨミ) 加藤 公彦 / Kimihiko Kato / カトウ キミヒコ
第2著者 所属(和/英) 産業技術総合研究所 (略称: 産総研)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (略称: AIST)
第3著者 氏名(和/英/ヨミ) 八木下 淳史 / Atsushi Yagishita / ヤギシタ アツシ
第3著者 所属(和/英) 産業技術総合研究所 (略称: 産総研)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (略称: AIST)
第4著者 氏名(和/英/ヨミ) 浅井 栄大 / Hidehiro Asai / アサイ ヒデヒロ
第4著者 所属(和/英) 産業技術総合研究所 (略称: 産総研)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (略称: AIST)
第5著者 氏名(和/英/ヨミ) 上田 哲也 / Tetsuya Ueda / ウエダ テツヤ
第5著者 所属(和/英) 産業技術総合研究所 (略称: 産総研)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (略称: AIST)
第6著者 氏名(和/英/ヨミ) 岡 博史 / Hiroshi Oka / オカ ヒロシ
第6著者 所属(和/英) 産業技術総合研究所 (略称: 産総研)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (略称: AIST)
第7著者 氏名(和/英/ヨミ) 服部 淳一 / Junichi Hattori / ハットリ ジュンイチ
第7著者 所属(和/英) 産業技術総合研究所 (略称: 産総研)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (略称: AIST)
第8著者 氏名(和/英/ヨミ) 池上 努 / Tsutomu Ikegami / イケガミ ツトム
第8著者 所属(和/英) 産業技術総合研究所 (略称: 産総研)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (略称: AIST)
第9著者 氏名(和/英/ヨミ) 福田 浩一 / Koichi Fukuda / フクダ コウイチ
第9著者 所属(和/英) 産業技術総合研究所 (略称: 産総研)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (略称: AIST)
第10著者 氏名(和/英/ヨミ) 森 貴洋 / Takahiro Mori / モリ タカヒロ
第10著者 所属(和/英) 産業技術総合研究所 (略称: 産総研)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (略称: AIST)
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講演者
発表日時 2021-08-17 10:15:00 
発表時間 45 
申込先研究会 SDM 
資料番号 IEICE-SDM2021-30,IEICE-ICD2021-1 
巻番号(vol) IEICE-121 
号番号(no) no.138(SDM), no.139(ICD) 
ページ範囲 pp.1-6 
ページ数 IEICE-6 
発行日 IEICE-SDM-2021-08-10,IEICE-ICD-2021-08-10 


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