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理化学研究所(理研)とNECは11月6日、量子ビットのエネルギー緩和率を増大することなく量子ビットの読出し
信号を増大させる手法を実証し、量子ビットの読出し精度90%を達成したことを発表した。
同成果は理研基幹研究所 物質機能創成研究領域 単量子操作研究グループ 巨視的量子コヒーレンス研究チームの
蔡兆申 チームリーダー(兼 NEC中央研究所 スマートエネルギー研究所主席研究員)らの研究チームによるもので、
米国の科学雑誌「Physical Review B Rapid Communications」オンライン版に掲載された。
量子コンピュータの実現には、量子ビットの状態を正確に読み出す技術が不可欠で、超伝導体を用いた
量子コンピュータ研究では、その有力候補に「分散読出し」がある。分散読出しは、量子ビットとLC共振器が
結合した回路において、量子ビットの状態に応じて共振器の共振周波数が変化することを利用するもの。
図1 量子ビットとLC共振器を利用した分散読み出しのための回路の概念図。ωqubitとωresonatorはそれぞれ
量子ビットとLC共振器の共振周波数を表している
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量子ビットが0状態のときと1状態のときの共振周波数の差(f0とf1の差)が読出し信号に相当するため、その差
が
大きいほど量子ビットの区別は容易になり、読出し精度が向上するという特長がある。読出し信号の強度は、
(1)量子ビットと共振器の結合を強くする、(2)量子ビットと共振器の共振周波数(図1のωqubitとωresonator)の
差を小さくすることで大きくなる。
図2 分散読出しの原理。共振器に照射したマイクロ波と振幅の周波数応答の関係。共振器の共振周波数では、
振幅が最少となる(f0、f1)。量子ビットの状態によって共振器の共振周波数が変化することを利用して、
量子ビットの状態を判別する
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（本文>>2以降に続く）
▽記事引用元 マイナビニュース（2012/11/07）
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▽理化学研究所プレスリリース
URLﾘﾝｸ(www.riken.go.jp)
▽Physical Review B Rapid Communications
「Large dispersive shift of cavity resonance induced by a superconducting flux qubit in the straddling regime」
URLﾘﾝｸ(prb.aps.org)