シリコン半導体,量子コンピューター,ムーンショット,量子計算,研究開発 – シリコン半導体が量子コンピュータの次の扉を開く

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プロジェクトについて

私たちの研究開発プロジェクトは、シリコン電子スピン量子ビットを用いた量子コンピュータの開発、特にシリコン半導体の回路集積化技術を活かした大規模集積シリコン量子コンピュータの開発を担っています。現在の量子コンピュータ開発は「質」を優先して量子ビットの数を増やしていくボトムアップ的なアプローチが主流であるのに対して、私たちは、トップダウン方式を取りｌシリコン半導体技術の優れた集積性（均一な特性の素子を多数実装可能）を活かして、始めから「量」を重視したシステム設計を主軸にして推進していきます。そして、シリコン高集積性によって可能になる様々な技術を開発することで、システム全体として「質」を向上させ、誤り耐性型汎用量子コンピュータの実現を目指します。

“プロジェクトマネージャーよりご挨拶”

世界中で量子コンピュータ実現に向けた取り組みが活発化しています。これまでとは異なる仕組みを計算の世界に持ち込める量子コンピュータは多くの可能性を持つフロンティアですが、その実現にはいくつものイノベーションが必要です。その鍵のひとつは、量子力学や情報工学など多くの分野の知見を集め、ディスカッションを行いながら、1つのゴールに向かって協力していくインターディシプリナリーアプローチにあります。本プロジェクトでは、高度に進化し現在の社会基盤を支えている代表的な技術であるシリコン半導体技術を最大限に活用したシリコン量子コンピュータを、アカデミアと産業界からなるメンバによるインターディシプリナリーアプローチでめざしています。

日立製作所　水野弘之

R&D

研究開発テーマ

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1／量子コンピューティング

シリコン半導体の回路集積化技術を活かした大規模集積シリコン量子コンピュータの開発を行っています。
本研究テーマでは3つの（課題）を設けました。

課題推進者：日立製作所　水野弘之

▼ 研究開発課題

#1. 2次元量子ビットアレイ

#2．量子ビット高精度制御・高感度読み出し回路

#3．システムアーキテクチャ

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2／極低温複数チップ実装システム

シリコン量子コンピュータの大規模集積化のための極低温回路実装技術を担っています。この研究開発テーマの達成により、多数のシリコン量子ビットの高精度制御や高密度実装が可能となり、プロジェクトの目指す大規模集積シリコン量子コンピュータの開発、ムーンショット目標６で目指す誤り耐性型汎用量子コンピュータの実現に貢献します。

課題推進者：神戸大学永田真

▼ 研究開発課題

#4. 極低温複数チップ実装

#5．環境モニタリング手法

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3／ホットシリコン量子ビット

シリコン量子ビット系を用いて、高温動作量子ビット（ホットシリコン量子ビット）の実現を目指します。ホットシリコン量子ビットの実現に向けた課題として、温度上昇に伴う量子情報保持時間の低下が知られています。この常識を打ち破るべく、未開拓の物理の深耕と解明に基づき、量子情報保持時間が極大値をとるスイートスポットの探索に挑戦しています。

課題推進者：東京科学大学小寺哲夫

▼ 研究開発課題

#6. シリコン量子ビットの高温動作

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4／小規模回路による量子演算

大規模なシリコン量子ビットアレイ構造の開発と並行して、将来的にその一部を構成する小規模実験回路を活用することにより、量子コンピュータ実現に向けた課題の早期抽出を目指しています。これにより、プロジェクトの目指す大規模アレイ構造の設計指針を与えるとともに、ムーンショット目標６が目指す誤り耐性量子コンピュータに必要となる要素技術の実現可能性を明らかにします。