| 講演名 | 2021-06-22 ［依頼講演］シリコン量子計算機実現に向けたTFET型高温動作量子ビットの開発 森 貴洋(産総研), |
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| 抄録(和) | 従来型コンピュータでは有限時間内に解を得られない大規模かつ高度に複雑な演算を実現するものとして、昨今量子コンピュータが高い注目を集めている。有用な量子コンピュータを実現するには高い集積度が求められる。特に汎用量子コンピュータのためには、少なくとも100万量子ビットの集積が必要とされている。そこで期待が高いのがシリコン量子ビット素子である。言うまでも無く、シリコン量子ビット素子はLSIにおいて培われた高度なプロセス技術、微細化技術を利用できるため、他の量子ビット技術に対して集積上大きな利点がある。加えて、超伝導素子型に比べてみると、1K以上の高温で動作する可能性を持つという利点もある。高温動作によっては小型かつ冷却能力の高い冷凍機が利用できることになるため、スーパーコンピュータサイズではなく、デスクトップ程度のサイズの量子コンピュータも実現可能と考えられている。我々は世界に先駆けて高温動作シリコンスピン量子ビットの研究を進めてきた。今回紹介するTFET型高温動作量子ビット技術は、10Kまでの動作を実験的に実現したものであり、現時点でシリコンスピン量子ビットの動作温度世界一となるものである。現在ではIntel社やleti、imecといった半導体産業・大型研究機関も高温動作量子ビットの研究を進めているが、1K程度までの動作に留まっている。本発表では量子ビット技術全体を概観すると共に、TFET型高温動作量子ビット技術について現在の研究状況を紹介する。 |
| 抄録(英) | Quantum computers have been attractive because they could realize large-scale and highly complicated calculations that conventional computers cannot solve within a finite time. The large-scale integration of qubits, which are the building block of quantum computers, is required to realize their practical application. Indeed, the integration of one million qubits is desired for fault-tolerant quantum computers. Therefore, silicon qubits are high-profile candidates because they are with the advanced process and miniaturization technologies developed with VLSI technologies. In addition, silicon qubits are advantageous in operation temperature. Superconductor qubits operate at the cryogenic temperature at around a few tens mK; in contrast, the operation principle of silicon qubits can operate at a much higher temperature over 1K. The high-temperature operation can realize quantum computers with small and high-power refrigerators; therefore, we can expect desktop quantum computers instead of ongoing supercomputer-size ones. Based on the above background, we have investigated silicon spin qubits realizing high-temperature operation. We have developed tunnel FET (TFET)-type silicon spin qubits realizing experimental high-temperature operation up to 10K, which is the world record operation temperature. Nowadays, the big semiconductor companies and institutes, these are Intel, leti, imec, and so on, investigate high-temperature-operable silicon qubits; however, their operation temperature is at around 1K. In this presentation, we are going to overview the qubit technologies and introduce our research about TFET-type silicon spin qubits with recent progress. |
| キーワード(和) | 量子コンピュータ / 量子ビット / シリコン / トンネルトランジスタ / 高温動作 |
| キーワード(英) | quantum computers / qubits / silicon / tunnel FETs / high-temperature operation |
| 資料番号 | SDM2021-25 |
| 発行日 | 2021-06-15 (SDM) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | SDM |
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| 開催期間 | 2021/6/22(から1日開催) |
| 開催地（和） | オンライン開催 |
| 開催地（英） | Online Virtual Meeting |
| テーマ（和） | MOSデバイス・メモリ高性能化−材料・プロセス技術 （応用物理学会 シリコンテクノロジー分科会との合同開催） |
| テーマ（英） | Material Science and Process Technology for MOS Devices and Memories |
| 委員長氏名（和） | 平野 博茂(タワー パートナーズ セミコンダクター) |
| 委員長氏名（英） | Hiroshige Hirano(TowerPartners Semiconductor) |
| 副委員長氏名（和） | 大見 俊一郎(東工大) |
| 副委員長氏名（英） | Shunichiro Ohmi(Tokyo Inst. of Tech.) |
| 幹事氏名（和） | 森 貴洋(産総研) / 小林 伸彰(日大) |
| 幹事氏名（英） | Takahiro Mori(AIST) / Nobuaki Kobayashi(Nihon Univ.) |
| 幹事補佐氏名（和） | 野田 泰史(パナソニック) / 諏訪 智之(東北大) |
| 幹事補佐氏名（英） | Taiji Noda(Panasonic) / Tomoyuki Suwa(Tohoku Univ.) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Silicon Device and Materials |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | ［依頼講演］シリコン量子計算機実現に向けたTFET型高温動作量子ビットの開発 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | [Invited Lecture] Development of TFET-based qubits enabling high-temperature operation to realize silicon-based quantum computing |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 量子コンピュータ / quantum computers |
| キーワード(2)（和/英） | 量子ビット / qubits |
| キーワード(3)（和/英） | シリコン / silicon |
| キーワード(4)（和/英） | トンネルトランジスタ / tunnel FETs |
| キーワード(5)（和/英） | 高温動作 / high-temperature operation |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 森 貴洋 / Takahiro Mori |
| 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) |
| 発表年月日 | 2021-06-22 |
| 資料番号 | SDM2021-25 |
| 巻番号（vol） | vol.121 |
| 号番号（no） | SDM-71 |
| ページ範囲 | pp.16-16(SDM), |
| ページ数 | 1 |
| 発行日 | 2021-06-15 (SDM) |