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半導体量子ビットによるハイブリッド量子計算手法の実証

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December, 4, 2018, 東京--理化学研究所(理研)など、国際共同研究グループは、半導体量子ドットデバイス中の電子スピンを用いて、異なる二つの方式のスピン量子ビットを結合させることに成功した。
 研究成果は、半導体量子ドットを用いた量子コンピュータの実現に必須の要素である「高精度制御」と「高速読み出し」の両立に道筋を示したと言える。
 半導体量子コンピュータの設計では、一つの量子ビットを構成する電子スピンの数に応じて、さまざまな方式の量子ビットが研究されてきた。各方式には一長一短があるものの、従来これらの方式には互換性がなく、それぞれの利点を生かすことは困難と考えられていた。
 今回、国際共同研究グループは、高精度制御に適した「スピン1/2量子ビット」と高速読み出しに適した「ST量子ビット(一重項-三重項量子ビット)」を結合させ、両方式の互換性を確保することに成功した。さらに、これらの量子ビット間で「量子もつれを生成する「論理ゲート制御」を実証し、スピン量子ビットの主要な課題である高精度制御と高速読み出しの両立が可能であることを示した。
(詳細は、http://www.riken.jp)
 研究成果は、Nature Communicationsに発表された。

研究グループ
理化学研究所(理研)創発物性科学研究センター量子機能システム研究グループ、野入亮人特別研究員、中島峻研究員、樽茶清悟グループディレクター(東京大学大学院工学系研究科教授)、量子システム理論研究チームのダニエル・ロスチームリーダー(バーゼル大学物理学科教授)、ルール大学ボーフム校のアンドレアス・ウィック教授ほか。