高速量子ビット読み出し手法をグラフェンで実現

July, 20, 2023, 仙台--東北大学大学院工学研究科 大学院生の上面友也氏（同大学電気通信研究所所属）、同大学材料科学高等研究所の篠﨑基矢特任助教、大塚朋廣准教授（同大学電気通信研究所兼任）らは、微小グラファイト電極を用いたデバイスと回路を作製することで、高周波反射測定と呼ばれる高速読み出し手法をグラフェンデバイスにおいて実現し、量子伝導状態の測定を行った。
数値計算により同手法により達成されるビット読み出し精度を示し、その改善に向けたデバイス構造も示した。これらはグラフェンをはじめとする2次元材料による量子ビット開発や物性探索における基盤となり、量子コンピュータ等の次世代デバイス開発に貢献することが期待される。

厚さが原子数個分のグラフェンは優れた電気・機械・光学的特性を持つことから、量子コンピュータを始めとした多くの次世代デバイスへの応用展開が期待されている。特に量子ビット状態の高速/高精度読み出しは、量子コンピュータ応用に向けた中心的課題の1つであり、その実現に向けたグラフェンデバイス設計指針の確立が急務となっていた。

研究成果は、2023年7月17日（現地時間）に米国物理学会の専門誌Physical Review Appliedにオンライン掲載された。
(詳細は、http://www.tohoku.ac.jp)