超伝導量子シミュレーション研究チーム

主宰者

主宰者名    
役職 チームリーダー
略歴
1983米国 ニューヨーク州立大学ストーニブルック校 博士学位取得
1983日本電気株式会社 マイクロエレクトロニクス研究所 研究員
2000アメリカ物理学会 フェロー
2001日本電気株式会社 ナノエレクトロニクス研究所 主席研究員
2001理化学研究所 巨視的量子コヒーレンス研究 チーム チームリーダー
2012同 単量子操作研究グループ グループディレクター
2012同 創発物性科学研究センター 量子情報エレクトロニクス部門 巨視的量子コヒーレンス研究チーム チームリーダー
2014同 超伝導量子シミュレーション研究チーム チームリーダー
2015東京理科大学 教授 (現職)
2020理化学研究所 創発物性科学研究センター 超伝導量子シミュレーション研究チーム チームリーダー(現職)

研究室概要

ジョセフソン接合を含む超伝導量子回路の研究を行っている。この固体素子回路に生ずる量子コヒーレンスは、比較的簡便に制御することが可能である。この量子回路を使った小型の専用アナログ量子シミュレーターの研究を行う。この量子回路を使い、他の制御が比較的困難な量子系をシミュレートする研究を行う。また量子相転移などの巨視的な材料の性質を調べるシミュレーションを研究課題とする。超伝導量子回路の特徴である設計上の大きな自由度や、局所的量子状態制御・読み出しが比較的簡単にできることを利用し、量子シミュレーション回路や、量子アニーリング回路に向けた研究を行う。

研究分野

物理学、工学

キーワード

超伝導
ジョセフソン効果
量子コヒーレンス
量子ビット
人工原子

研究紹介

2次元パッケージが可能な超伝導集積量子回路の試作

16量子ビットの超伝導集積量子チップを設計し作成した。この回路は、ゲートモデルに基づく超伝導万能量子コンピュータの表面コードを使う新規アーキテクチャに基づいている。この新規回路方式は、2次元量子ビットアレーの中心部に位置する量子ビットに、外部より入出力線を導入するための配線問題を解決する新規アーキテクチャである。

この新回路方式では、外部からの入出力配線は、通常の2次元レイアウトの配線技術がそのまま使えることを最大の特徴とする。量子ビット間の結合には局所的な3次元配線であるエアーブリッジを使って立体交差を実現する。量子ビットには、新規なOmon型電荷量子ビットを開発した。

超伝導量子回路による一方向量子計算の新規なアーキテクチャを提案し、18量子ビットの集積量子ビットチップ(3 x 3 アレー)を試作した。

16ビット超伝導量子チップ写真

主要論文

  1. Z. H. Peng, S. E. de Graaf, J. S. Tsai, and O. V. Astafiev

    Tuneable on-demand single-photon source in the microwave range

    Nat. Commun. 7, 12588 (2016)

研究紹介記事

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〒351-0198

埼玉県和光市広沢2-1

E-mail:
tsai[at]riken.jp

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