JP4919051B2 - Superconducting qubit device and integrated circuit using the same - Google Patents

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Description

本発明は、量子計算機に用いることができる超伝導量子ビット素子に係り、特に大きな信号が得られるような量子ビット読出部を備えた超伝導量子ビット素子及びそれを用いた集積回路に関する。   The present invention relates to a superconducting qubit device that can be used in a quantum computer, and more particularly to a superconducting qubit device including a qubit reading unit that can obtain a large signal and an integrated circuit using the same.

量子コンピュータでは、状態の重ね合わせが可能であるため古典的コンピュータで行うことのできない演算が可能である。理論的には複数の入力を備えた計算を行うことができ、この種の演算のために、量子コンピュータには、重ね合わせ状態の生成の機能が不可欠な機能である。   Quantum computers can perform operations that cannot be performed by classical computers because states can be superimposed. Theoretically, a calculation with a plurality of inputs can be performed, and for this kind of calculation, the function of generating the superposition state is an indispensable function in the quantum computer.

量子ビット素子とは、量子コンピュータの構成要素である。これにはいろいろな種類のものがある。例えば、特許文献1及び2に開示されている量子ビット素子は、磁束量子ビットと呼ばれる素子であり、3個のジョセフソン接合をもつ超伝導ループである。量子ビット素子で生成される磁束信号は、超伝導量子干渉素子(DC−SQUID)によって読み出される。従来は、DC−SQUIDを量子ビット素子に接近させて作り、磁束信号を読み出す方法が採用されていた。   A qubit device is a component of a quantum computer. There are various types of this. For example, the qubit devices disclosed in Patent Documents 1 and 2 are devices called magnetic flux qubits and are superconducting loops having three Josephson junctions. The magnetic flux signal generated by the qubit device is read by a superconducting quantum interference device (DC-SQUID). Conventionally, a method of reading a magnetic flux signal by making a DC-SQUID close to a qubit element has been adopted.

非特許文献1には、DC−SQUIDを量子ビット素子に接近させて作り、量子ビットの信号を観測したことが報告されている。図5は、非特許文献1で報告されたDC−SQUIDの臨界電流を示す図である。図5において、縦軸はDC−SQUIDの臨界電流であり、横軸は量子ビットに与えられた外部磁束であり、外部から印加した磁場に比例している。挿入図は外部磁束を広い範囲で示したもので、この一部を拡大すると、量子ビットの信号が小さなステップとして観測されている。   Non-Patent Document 1 reports that a DC-SQUID is made close to a qubit element and a qubit signal is observed. FIG. 5 is a diagram showing the critical current of the DC-SQUID reported in Non-Patent Document 1. In FIG. 5, the vertical axis represents the critical current of the DC-SQUID, and the horizontal axis represents the external magnetic flux applied to the qubit, which is proportional to the magnetic field applied from the outside. The inset shows the external magnetic flux in a wide range. When this part is enlarged, the qubit signal is observed as a small step.

特開2005−260025号公報JP 2005-260025 A 特開2005−302847号公報JP 2005-302847 A Caspar H. van der Wal, A. C. J. ter Haar, F. K. Wilhelm, R. N. Schouten, C. J. P. M. Harmans, T. P. Orlando, Seth Lloyd and J.E. Mooij: Science, Vol.290, pp.773-777, 2000Caspar H. van der Wal, A. C. J. ter Haar, F. K. Wilhelm, R. N. Schouten, C. J. P. M. Harmans, T. P. Orlando, Seth Lloyd and J.E. Mooij: Science, Vol. 290, pp. 773-777, 2000

しかしながら、従来の量子ビット素子に接近させて形成したDC−SQUIDから磁束信号を読み出す方法は、量子ビットとDC−SQUIDの間の相互インダクタンスが小さいため、得られる磁束信号は微弱であるという課題があった。   However, the method of reading a magnetic flux signal from a DC-SQUID formed close to a conventional qubit device has a problem that the obtained magnetic flux signal is weak because the mutual inductance between the qubit and the DC-SQUID is small. there were.

本発明は上記課題に鑑み、量子ビット素子から大きな信号を得ることができる、超伝導量子ビット素子及びそれを用いた集積回路を提供することを目的としている。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a superconducting qubit device capable of obtaining a large signal from the qubit device and an integrated circuit using the same.

上記目的を達成するため、本発明の超伝導量子ビット素子は、超伝導量子ビット部と超伝導量子ビット部に接続された量子ビット読出部とを備え、超伝導量子ビット部は3つのジョセフソン接合を有する超伝導量子干渉素子からなり、量子ビット読出部は、2つのジョセフソン接合を有する超伝導量子干渉素子からなり、量子ビット読出部のジョセフソン接合の1つが、超伝導量子ビット部のジョセフソン接合の1つと共用するように構成されていることを特徴とする。
上記構成によれば、量子ビット読出部が超伝導量子ビット部のジョセフソン接合の1つを共通としたDC−SQUIDから構成されるので、超伝導量子ビット部で生成される磁束信号を高感度で検出することができる。
In order to achieve the above object, a superconducting qubit device according to the present invention comprises a superconducting qubit unit and a qubit reading unit connected to the superconducting qubit unit, and the superconducting qubit unit comprises three Josephsons. A superconducting quantum interference device having a junction, and the qubit readout unit is composed of a superconducting quantum interference device having two Josephson junctions, and one of the Josephson junctions of the qubit readout unit is a superconducting quantum bit unit. It is configured to be shared with one of the Josephson junctions.
According to the above configuration, since the qubit readout unit is composed of a DC-SQUID that shares one of the Josephson junctions of the superconducting qubit unit, the magnetic flux signal generated in the superconducting qubit unit is highly sensitive. Can be detected.

上記構成において、超伝導量子ビット部及び量子ビット読出部は、好ましくは、ループ状の細線からなり、細線の内、共用されるジョセフソン接合が形成される細線部が共用部として構成されている。
量子ビット読出部のループ内の磁束は、好ましくは、読み出し時に磁束量子の半整数又は整数倍以外の値に制御される。
上記構成によれば、超伝導量子ビット部と量子ビット読出部との相互インダクタンスを大きくすることができ、超伝導量子ビット部で生成される磁束信号を高感度で検出することができる。
In the above configuration, the superconducting qubit unit and the qubit reading unit are preferably formed of a loop-shaped thin line, and a thin line part in which a shared Josephson junction is formed among the thin lines is configured as a shared part. .
The magnetic flux in the loop of the qubit reading unit is preferably controlled to a value other than a half integer or an integral multiple of the magnetic flux quantum at the time of reading.
According to the above configuration, the mutual inductance between the superconducting qubit unit and the qubit reading unit can be increased, and the magnetic flux signal generated in the superconducting qubit unit can be detected with high sensitivity.

本発明の集積回路は、複数の超伝導量子ビット素子から構成され、超伝導量子ビット素子のそれぞれが超伝導量子ビット部と超伝導量子ビット部に接続される量子ビット読出部とを備え、超伝導量子ビット部は、3つのジョセフソン接合を有する超伝導量子干渉素子からなり、量子ビット読出部は、2つのジョセフソン接合を有する超伝導量子干渉素子からなり、量子ビット読出部のジョセフソン接合の1つが超伝導量子ビット部のジョセフソン接合の1つと共用するように構成されていることを特徴とする。
上記構成において、超伝導量子ビット部及び量子ビット読出部は、好ましくは、ループ状の細線からなり、細線の内、共用されるジョセフソン接合が形成される細線部が共用部として構成されている。
量子ビット読出部のループ内の磁束は、好ましくは、読み出し時に磁束量子の半整数又は整数倍以外の値に制御される。
上記構成によれば、集積回路を構成する超伝導量子ビット素子において、超伝導量子ビット部と量子ビット読出部との相互インダクタンスを大きくすることができ、超伝導量子ビット部で生成される磁束信号を高感度で検出することができる。
The integrated circuit of the present invention is composed of a plurality of superconducting qubit devices, each of which includes a superconducting qubit unit and a qubit reading unit connected to the superconducting qubit unit, The conduction qubit part is composed of a superconducting quantum interference element having three Josephson junctions, and the qubit reading part is composed of a superconducting quantum interference element having two Josephson junctions, and the Josephson junction of the qubit reading part Is configured so as to be shared with one of the Josephson junctions of the superconducting qubit portion.
In the above configuration, the superconducting qubit unit and the qubit reading unit are preferably formed of a loop-shaped thin line, and a thin line part in which a shared Josephson junction is formed among the thin lines is configured as a shared part. .
The magnetic flux in the loop of the qubit reading unit is preferably controlled to a value other than a half integer or an integral multiple of the magnetic flux quantum at the time of reading.
According to the above configuration, in the superconducting qubit device constituting the integrated circuit, the mutual inductance between the superconducting qubit unit and the qubit reading unit can be increased, and the magnetic flux signal generated in the superconducting qubit unit. Can be detected with high sensitivity.

上記構成において、磁束転送器は、好ましくは、隣り合う超伝導量子ビット素子の間に配置されている。
制御線は、好ましくは、超伝導量子ビット部に隣接して配置されるか又は磁束転送器に隣接して配置される。
上記構成によれば、隣り合う2つの超伝導量子ビット素子間の結合の強さを任意に制御することができると共に、各超伝導量子ビット素子の超伝導量子ビット部と量子ビット読出部との相互インダクタンスを大きくすることができ、超伝導量子ビット部で生成される磁束信号を高感度で検出することができる。
In the above configuration, the magnetic flux transfer device is preferably disposed between adjacent superconducting qubit elements.
The control line is preferably arranged adjacent to the superconducting qubit section or adjacent to the magnetic flux transfer device.
According to the above configuration, the strength of coupling between two adjacent superconducting qubit devices can be arbitrarily controlled, and the superconducting qubit unit and the qubit reading unit of each superconducting qubit device can be controlled. The mutual inductance can be increased, and the magnetic flux signal generated in the superconducting qubit part can be detected with high sensitivity.

本発明の超伝導量子ビット素子及びそれを用いた集積回路によれば、超伝導量子ビット素子から十分に大きな磁束信号を得ることができるため、ノイズが大きい環境でも量子ビットの信号を正確に読み出すことができる。量子ビットの面積や流れる巡回電流が小さくても十分な信号を得ることができるので、量子ビットの面積や流れる巡回電流を小さくすることにより量子力学的重ね合わせ状態を保持する時間である量子コヒーレンス時間を、従来よりも延ばすことができる可能性がある。さらに、必要なジョセフソン接合の個数を1個減らすことができるので、製作が容易となる。   According to the superconducting qubit device and the integrated circuit using the superconducting qubit device of the present invention, a sufficiently large magnetic flux signal can be obtained from the superconducting qubit device, so that the qubit signal is accurately read even in a noisy environment. be able to. Since a sufficient signal can be obtained even if the area of the qubit and the circulating current flowing are small, the quantum coherence time is the time for maintaining the quantum mechanical superposition state by reducing the area of the qubit and the circulating current flowing. There is a possibility that it can be extended more than before. Furthermore, since the number of necessary Josephson junctions can be reduced by one, manufacture becomes easy.

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。各図において同一又は対応する部材には同一符号を用いる。
図1は、本発明の超伝導量子ビット素子1の構成を模式的に示す平面図である。超伝導量子ビット素子1は、超伝導量子干渉素子からなる超伝導量子ビット部2と、超伝導量子ビット部2に接続され、超伝導量子干渉素子からなる量子ビット読出部3と、から構成されている。本発明の超伝導量子ビット素子1は、基板上に形成することができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each figure, the same or corresponding members are denoted by the same reference numerals.
FIG. 1 is a plan view schematically showing a configuration of a superconducting qubit device 1 of the present invention. The superconducting qubit device 1 includes a superconducting qubit unit 2 made of a superconducting quantum interference device, and a qubit reading unit 3 connected to the superconducting qubit unit 2 and made of a superconducting quantum interference device. ing. The superconducting qubit device 1 of the present invention can be formed on a substrate.

超伝導量子ビット部2は、超伝導体からなるリング又は矩形などに形成された細線部2aと、3つのジョセフソン接合2b,2c,2dと、から形成されている超伝導量子干渉素子である。各ジョセフソン接合2b,2c,2dは、トンネル接合となるような薄い絶縁膜が細線部2aに挟まれた構造を有している。   The superconducting qubit portion 2 is a superconducting quantum interference device formed by a thin wire portion 2a formed in a ring or a rectangle made of a superconductor and three Josephson junctions 2b, 2c, 2d. . Each Josephson junction 2b, 2c, 2d has a structure in which a thin insulating film that becomes a tunnel junction is sandwiched between thin wire portions 2a.

ここで、超伝導体の材料としては、Nb(ニオブ)、Pb(鉛)、Al(アルミニウム)、Sn(スズ)、In(インジウム)などを、絶縁膜としては、アルミ酸化物(AlO)、PbOなどを用いることができる。 Here, Nb (niobium), Pb (lead), Al (aluminum), Sn (tin), In (indium), etc. are used as the superconductor material, and aluminum oxide (AlO x ) is used as the insulating film. PbO or the like can be used.

図2は、図1に示すジョセフソン接合2cのA−A方向に沿う部分断面図である。図2に示すように、ジョセフソン接合2cは、絶縁基板10上に形成される超伝導体層11と、この超伝導体層11上に形成されるトンネル層となる絶縁膜12と、絶縁膜12上に形成される超伝導体層13と、から形成することができる。トンネル層となる絶縁膜12の厚さは例えば約1nmである。他のジョセフソン接合2b,2dも同様の構造を有している。   FIG. 2 is a partial cross-sectional view along the AA direction of the Josephson junction 2c shown in FIG. As shown in FIG. 2, the Josephson junction 2c includes a superconductor layer 11 formed on the insulating substrate 10, an insulating film 12 serving as a tunnel layer formed on the superconductor layer 11, and an insulating film. 12 and a superconductor layer 13 formed on the substrate 12. The thickness of the insulating film 12 serving as the tunnel layer is about 1 nm, for example. The other Josephson junctions 2b and 2d have the same structure.

超伝導量子ビット部2に接続される量子ビット読出部3は、超伝導体からなるリング又は矩形などに形成された細線部3aと、超伝導量子ビット部2のジョセフソン接合2dとジョセフソン接合3bと、これらのジョセフソン接合2d,3bから約90°離れた位置に設けられた電流端子3c,3dと、から形成されている。細線部3aの左辺の一部は、超伝導量子ビット部2の細線部2aaと共用されるように構成されている。つまり、細線部2aaは、細線部3aの共通部分となっている。したがって、量子ビット読出部3のジョセフソン接合2d及び超伝導量子ビット部のジョセフソン接合2dは、共用つまり兼用されている。細線部3aのリングの大きさは、超伝導量子ビット部の細線部2aよりも大きくしても小さくしてもよい。本発明では、リングや矩形の形状を有する細線2a,3aを総称してループ状の細線と呼び、リングや矩形などの形状で決まる面積をループ面積と呼ぶことにする。   The qubit readout unit 3 connected to the superconducting qubit unit 2 includes a thin wire portion 3a formed in a ring or a rectangle made of a superconductor, and a Josephson junction 2d and a Josephson junction of the superconducting qubit unit 2. 3b and current terminals 3c and 3d provided at positions separated from these Josephson junctions 2d and 3b by about 90 °. A part of the left side of the thin wire portion 3 a is configured to be shared with the thin wire portion 2 aa of the superconducting qubit portion 2. That is, the thin wire portion 2aa is a common portion of the thin wire portion 3a. Therefore, the Josephson junction 2d of the qubit reading unit 3 and the Josephson junction 2d of the superconducting qubit unit are shared, that is, shared. The size of the ring of the thin wire portion 3a may be larger or smaller than the thin wire portion 2a of the superconducting qubit portion. In the present invention, the thin wires 2a and 3a having a ring or rectangular shape are collectively referred to as a loop-like thin wire, and an area determined by the shape of the ring or rectangle is referred to as a loop area.

ジョセフソン接合3aは、トンネル接合となるような薄い絶縁膜が超伝導体の材料からなる細線部3aに挟まれた構造を有している。つまり、量子ビット読出部3は、所謂DC−SQUID(直流−超伝導量子干渉素子)である。細線部3aの寸法は、幅が約200nm、厚さを50nm程度とすることができる。   The Josephson junction 3a has a structure in which a thin insulating film that becomes a tunnel junction is sandwiched between thin wire portions 3a made of a superconductor material. That is, the qubit reading unit 3 is a so-called DC-SQUID (DC-superconducting quantum interference device). As for the dimensions of the thin wire portion 3a, the width can be about 200 nm and the thickness can be about 50 nm.

量子ビット読出部3に用いる超伝導体の材料及び絶縁膜は、超伝導量子ビット部2と同様の材料を用いることができる。   The material of the superconductor and the insulating film used for the qubit readout unit 3 can be the same material as the superconducting qubit unit 2.

図1に示すように、超伝導量子ビット部2及び量子ビット読出部3が、例えば共に正方形からなる細線部2a,3aである場合には、量子ビット読出部3の一辺の寸法を量子ビット部の正方形の一辺よりも長くしているが、短くしてもよい。超伝導量子ビット部2及び量子ビット読出部3は、細線部2aaが共通部分となり、相互インダクタンスが大きくなる。   As shown in FIG. 1, when the superconducting qubit unit 2 and the qubit reading unit 3 are, for example, thin line portions 2a and 3a each formed of a square, the dimension of one side of the qubit reading unit 3 is set to the qubit unit. It is longer than one side of the square, but may be shorter. In the superconducting qubit unit 2 and the qubit reading unit 3, the thin line portion 2aa serves as a common portion, and the mutual inductance increases.

超伝導量子ビット部2のループとなる細線部2aを巡回する電流は、ループ内の磁束が磁束量子の半整数倍(1/2,3/2,5/2など)のときに反転する。したがって、ループ内の磁束が磁束量子の半整数倍付近のときに量子ビットとして振る舞う。
一方、量子ビット読出部3のDC−SQUIDによって量子ビットの信号を読み出すときには、量子ビット読出部3の細線部3aからなるループ内の磁束が磁束量子の半整数または整数倍であってはならない。なぜならば、この場合のDC−SQUIDの臨界電流は磁束変化に対して感度が非常に低いためである。したがって、超伝導量子ビット素子1に一様な磁場を加えて操作する場合は、量子ビット読出部3のループ面積が超伝導量子ビット部2のループ面積の整数倍であってはならない。ただし、超伝導量子ビット部2内の磁束または量子ビット読出部3内の磁束を制御するための制御線を設ければ、以上の面積に関する条件が必ずしも満たされなくてもよい。
The current that circulates through the thin wire portion 2a that forms the loop of the superconducting qubit portion 2 is reversed when the magnetic flux in the loop is a half-integer multiple of the magnetic flux quantum (1/2, 3/2, 5/2, etc.). Therefore, it behaves as a qubit when the magnetic flux in the loop is near a half integer multiple of the flux quantum.
On the other hand, when a qubit signal is read out by the DC-SQUID of the qubit reading unit 3, the magnetic flux in the loop formed by the thin wire portion 3a of the qubit reading unit 3 must not be a half integer or an integral multiple of the flux quantum. This is because the critical current of the DC-SQUID in this case is very insensitive to magnetic flux changes. Therefore, when the superconducting qubit device 1 is operated by applying a uniform magnetic field, the loop area of the qubit reading unit 3 must not be an integral multiple of the loop area of the superconducting qubit unit 2. However, if a control line for controlling the magnetic flux in the superconducting qubit unit 2 or the magnetic flux in the qubit reading unit 3 is provided, the above conditions regarding the area may not necessarily be satisfied.

非特許文献1で代表されるような従来の超伝導量子ビット素子では、超伝導量子ビット部が量子ビット読出部であるDC−SQUIDの中に作られるため、超伝導量子ビット部は量子ビット読出部より小さな面積にするという制約条件がある。本発明の超伝導量子ビット部2は量子ビット読出部3の外側にあるので、超伝導量子ビット部2の面積は、量子ビット読出部3より小さくても大きくてもよい。   In a conventional superconducting qubit device represented by Non-Patent Document 1, the superconducting qubit part is formed in a DC-SQUID that is a qubit reading part. There is a constraint that the area is smaller than the area. Since the superconducting qubit unit 2 of the present invention is outside the qubit reading unit 3, the area of the superconducting qubit unit 2 may be smaller or larger than the qubit reading unit 3.

本発明の超伝導量子ビット素子1では、量子ビット読出部3のDC−SQUIDにおいて、1個のジョセフソン接合2dを、超伝導量子ビット部2を構成する3個のジョセフソン接合2b,2c,2dのうちの1個と共用、つまり、兼用した構成を有している。
これにより、超伝導量子ビット部2のジョセフソン接合2b,2c,2dのもつジョセフソンインダクタンスが、量子ビット読出部3との間の相互インダクタンスに寄与するため、相互インダクタンス及び量子ビット読出部3で得られる磁束信号の大きさを著しく増強することができる。
In the superconducting qubit device 1 of the present invention, in the DC-SQUID of the qubit reading unit 3, one Josephson junction 2 d is replaced with three Josephson junctions 2 b, 2 c, constituting the superconducting qubit unit 2. It has a configuration that is shared with one of 2d, that is, also used as one.
As a result, the Josephson inductance of the Josephson junctions 2b, 2c, 2d of the superconducting qubit unit 2 contributes to the mutual inductance with the qubit reading unit 3, so that the mutual inductance and qubit reading unit 3 The magnitude of the resulting magnetic flux signal can be significantly enhanced.

超伝導量子ビット素子1は、量子ビットの面積や流れる巡回電流が小さくても十分な信号を得ることができるので、量子ビットの面積や巡回電流を小さくすることにより量子コヒーレンス時間を従来より延ばすことができる可能性がある。   Since the superconducting qubit device 1 can obtain a sufficient signal even if the area of the qubit and the circulating current flowing are small, the quantum coherence time can be extended as compared with the prior art by reducing the area of the qubit and the circulating current. May be possible.

従来の量子ビットの読出装置では、量子ビットから離れた位置にDC−SQUIDを形成しているので、合計で5個のジョセフソン接合が必要であったのに対して、本発明の超伝導量子ビット素子1では従来のものよりジョセフソン接合が1個減るので、製作も容易となる。   In the conventional qubit readout device, since the DC-SQUID is formed at a position away from the qubit, a total of five Josephson junctions are required, whereas the superconducting quantum of the present invention. Since the bit element 1 has one less Josephson junction than the conventional one, the manufacture is also easy.

次に、本発明の超伝導量子ビット素子1を用いた集積回路について説明する。
図3は、本発明の超伝導量子ビット素子からなる集積回路20を示す模式的な平面図である。集積回路20は、第1の超伝導量子ビット素子1と第2の超伝導量子ビット素子15と、これらの超伝導量子ビット素子1,15との間に配置されている磁束転送器22と、第1及び第2の超伝導量子ビット素子1,15及び磁束転送部22とにそれぞれ近接して配置される制御線23,24,25と、から構成されている。超伝導量子ビット素子15は、超伝導量子ビット素子1と同じ素子であり、対応する部位には同じ符号を付している。集積回路20は、超伝導量子ビット素子1,15及び磁束転送器22などからなる上記構成を1組として、複数の組が配置されてもよい。
Next, an integrated circuit using the superconducting qubit device 1 of the present invention will be described.
FIG. 3 is a schematic plan view showing an integrated circuit 20 comprising the superconducting qubit device of the present invention. The integrated circuit 20 includes a first superconducting qubit device 1, a second superconducting qubit device 15, and a magnetic flux transfer device 22 disposed between these superconducting qubit devices 1, 15; The first and second superconducting qubit devices 1 and 15 and the control lines 23, 24 and 25 are arranged close to the magnetic flux transfer unit 22, respectively. The superconducting qubit element 15 is the same element as the superconducting qubit element 1, and the corresponding parts are denoted by the same reference numerals. The integrated circuit 20 may include a plurality of sets, with the above-described configuration including the superconducting qubit elements 1 and 15 and the magnetic flux transfer device 22 as one set.

磁束転送器22は、磁束転送部22aと超伝導量子干渉素子部22bとから構成されている。磁束転送部22aは、略長方形の超伝導体の細線から形成されている。超伝導量子干渉素子部22bは、矩形の超伝導体からなる細線により形成されている。超伝導量子干渉素子部22bの下側の辺は、磁束転送部22aにおける上側の辺の一部とで共通部分となり兼用されている。   The magnetic flux transfer unit 22 includes a magnetic flux transfer unit 22a and a superconducting quantum interference device unit 22b. The magnetic flux transfer part 22a is formed from a thin wire of a substantially rectangular superconductor. The superconducting quantum interference element portion 22b is formed by a thin line made of a rectangular superconductor. The lower side of the superconducting quantum interference device part 22b is shared with a part of the upper side of the magnetic flux transfer part 22a.

磁束転送部22a及び超伝導量子干渉素子部22bの細線の寸法は、幅を約200nm、厚さを50nm程度とすることができる。磁束転送部22aの大きさは、一例として4μm×10μm程度とすることができる。矩形の超伝導量子干渉素子部22bは、一例として3μm×3μm程度とすることができる。超伝導量子干渉素子部22bにおける上下の長辺の中央部にジョセフソン接合22c及び22dが形成されている。超伝導量子干渉素子部22bは所謂DC−SQUIDである。このDC−SQUIDのトンネル絶縁膜の厚さは約1nmとすればよい。   The dimensions of the thin wires of the magnetic flux transfer unit 22a and the superconducting quantum interference device unit 22b can be about 200 nm in width and about 50 nm in thickness. As an example, the size of the magnetic flux transfer unit 22a can be about 4 μm × 10 μm. As an example, the rectangular superconducting quantum interference device portion 22b can be about 3 μm × 3 μm. Josephson junctions 22c and 22d are formed at the central part of the upper and lower long sides of the superconducting quantum interference element 22b. The superconducting quantum interference element 22b is a so-called DC-SQUID. The thickness of the DC-SQUID tunnel insulating film may be about 1 nm.

図3の場合には、磁束転送部22aの左右の短辺は、第1及び第2の超伝導量子干渉素子1,15における超伝導量子ビット部2のジョセフソン接合2bに対向するように配置されている一例を示している。超伝導量子ビット部2のジョセフソン接合2bは、磁束転送部22aの左右の短辺側に配置しなくてもよい。例えば、ジョセフソン接合2bは、ジョセフソン接合2cと対向するように配置されることができる。   In the case of FIG. 3, the left and right short sides of the magnetic flux transfer unit 22 a are arranged so as to face the Josephson junction 2 b of the superconducting qubit unit 2 in the first and second superconducting quantum interference devices 1 and 15. An example has been shown. The Josephson junction 2b of the superconducting qubit unit 2 may not be disposed on the left and right short sides of the magnetic flux transfer unit 22a. For example, the Josephson junction 2b can be disposed so as to face the Josephson junction 2c.

第1の超伝導量子ビット素子1に隣接して配置されている制御線23は、超伝導量子ビット部2の下側の辺に平行する直線部23aと、この直線部23aの両端で垂直に折れ曲がるように延出した垂直部23b,23cとから構成されている。垂直部23b,23cの下端側は、図示しない電流源に接続されている。直線部23aは超伝導量子ビット部2と電磁結合している。つまり、相互インダクタンスが、制御線23と超伝導量子ビット部2との間に生じるようにされている。これにより、制御線23に電流を印加することで磁場が発生し、この磁場により第1の超伝導量子ビット素子1における超伝導量子ビット部2の状態を制御することができる。   The control line 23 arranged adjacent to the first superconducting qubit device 1 has a straight line part 23a parallel to the lower side of the superconducting qubit part 2 and perpendicular to both ends of the straight line part 23a. It is comprised from the vertical parts 23b and 23c extended so that it might bend. The lower ends of the vertical portions 23b and 23c are connected to a current source (not shown). The straight line portion 23 a is electromagnetically coupled to the superconducting qubit portion 2. That is, mutual inductance is generated between the control line 23 and the superconducting qubit unit 2. Thereby, a magnetic field is generated by applying a current to the control line 23, and the state of the superconducting qubit unit 2 in the first superconducting qubit device 1 can be controlled by this magnetic field.

第2の超伝導量子ビット素子15に隣接して配置されている制御線24は、超伝導量子ビット部2の下側の辺に平行する直線部24aを有し、この直線部24aの両端で垂直に折れ曲がるように延出した垂直部24b,24cとから構成されている。垂直部24b,24cの下端側は、図示しない電流源に接続されている。直線部24aは超伝導量子ビット部2と電磁結合している。つまり、相互インダクタンスが、制御線24と超伝導量子ビット部2との間に生じるようにされている。これにより、制御線24に電流を印加することで、磁場が発生し、この磁場により第2の超伝導量子ビット素子15における超伝導量子ビット部2の状態を制御することができる。   The control line 24 arranged adjacent to the second superconducting qubit element 15 has a straight line portion 24a parallel to the lower side of the superconducting qubit portion 2, and at both ends of the straight line portion 24a. It is comprised from the vertical parts 24b and 24c extended so that it might be bent vertically. The lower ends of the vertical portions 24b and 24c are connected to a current source (not shown). The straight line portion 24 a is electromagnetically coupled to the superconducting qubit portion 2. That is, mutual inductance is generated between the control line 24 and the superconducting qubit unit 2. Thereby, a magnetic field is generated by applying a current to the control line 24, and the state of the superconducting qubit unit 2 in the second superconducting qubit device 15 can be controlled by this magnetic field.

磁束転送部22に隣接して配置される制御線25は、超伝導量子干渉素子部22bにおける上辺に隣接し、この上辺と平行に配置されている直線部25aと、この直線部25aの両端で垂直に折れ曲がるように延出した垂直部25b,25cとから構成されている。垂直部25b,25cの上端側は、図示しない電流源に接続されている。直線部25aは超伝導量子干渉素子部22bと電磁結合している。つまり、相互インダクタンスが、制御線25と超伝導量子干渉素子部22bとの間に生じるようにされている。これにより、制御線25に電流を印加することで、磁場が発生し、この磁場により磁束転送器22における超伝導量子干渉素子部22bの状態を制御することができる。   The control line 25 disposed adjacent to the magnetic flux transfer unit 22 is adjacent to the upper side of the superconducting quantum interference element unit 22b, and is arranged at both ends of the linear unit 25a and parallel to the upper side. It is comprised from the vertical parts 25b and 25c extended so that it might be bent vertically. The upper ends of the vertical portions 25b and 25c are connected to a current source (not shown). The straight line portion 25a is electromagnetically coupled to the superconducting quantum interference device portion 22b. In other words, mutual inductance is generated between the control line 25 and the superconducting quantum interference element portion 22b. Thereby, a magnetic field is generated by applying a current to the control line 25, and the state of the superconducting quantum interference element unit 22 b in the magnetic flux transfer device 22 can be controlled by this magnetic field.

制御線23,24,25はアルミニウムなどの材料を用い、その寸法は、幅が約200nm、厚さを50nm程度とすることができる。   The control lines 23, 24 and 25 are made of a material such as aluminum, and the dimensions thereof can be about 200 nm in width and about 50 nm in thickness.

磁束転送器22において、超伝導量子干渉素子部22bを貫く磁束を、磁束量子Φの整数倍の値にすると、第1の超伝導量子干渉素子1と第2の超伝導量子干渉素子15との間の結合を形成することができる。つまり、第1及び第2の超伝導量子干渉素子1,15間の結合状態がオン(ON)の状態となる。磁束量子Φは下記(1)式で表わされる。
Φ=h/(2e) (1)
ここで、hはプランク定数(6.626×10−34J・s)であり、eは電子の単位電荷(1.602×10−19C)である。
In the magnetic flux transfer device 22, when the magnetic flux penetrating the superconducting quantum interference device unit 22b is set to a value that is an integral multiple of the magnetic flux quantum Φ 0 , the first superconducting quantum interference device 1 and the second superconducting quantum interference device 15 A bond can be formed. That is, the coupling state between the first and second superconducting quantum interference elements 1 and 15 is turned on. The flux quantum Φ 0 is expressed by the following equation (1).
Φ 0 = h / (2e) (1)
Here, h is a Planck constant (6.626 × 10 −34 J · s), and e is a unit charge of electrons (1.602 × 10 −19 C).

一方、磁束転送器22において、超伝導量子干渉素子部22bを貫く磁束を磁束量子Φの半奇数倍の値にすると、第1の超伝導量子干渉素子1と第2の超伝導量子干渉素子15との間の結合を無くすことができる。つまり、第1及び第2の超伝導量子干渉素子1,15間の結合状態がオフ(OFF)の状態となる。 On the other hand, in the flux transfer unit 22, when the magnetic flux penetrating the SQUID portion 22b to half an odd multiple of the flux quantum [Phi 0, the first superconducting quantum interference device 1 second superconducting quantum interference device 15 can be eliminated. That is, the coupling state between the first and second superconducting quantum interference elements 1 and 15 is turned off.

本発明の超伝導量子ビット素子1,15からなる集積回路20によれば、磁束転送器22において、制御線25に流す電流を調整し、超伝導量子干渉素子部22bを貫く磁束を磁束量子Φの半奇数倍から整数倍の間の任意の値にすることにより、第1の超伝導量子干渉素子1と第2の超伝導量子干渉素子15との間の結合の強さを任意に制御することができる。 According to the integrated circuit 20 including the superconducting qubit devices 1 and 15 of the present invention, the magnetic flux passing through the superconducting quantum interference device portion 22b is adjusted to the magnetic flux quantum Φ by adjusting the current flowing through the control line 25 in the magnetic flux transfer device 22. The strength of the coupling between the first superconducting quantum interference device 1 and the second superconducting quantum interference device 15 is arbitrarily controlled by setting it to an arbitrary value between half-odd multiple of 0 and an integral multiple. can do.

同様な方式により、3個以上の超伝導量子ビット素子からなる集積回路をつくることができ、この集積回路内の任意の2個の超伝導量子ビット素子間における結合の強さを任意に制御することができる。このような特徴をもつ集積回路を用いることで、任意の量子計算を実行させることができることがわかっているので、原理的には量子計算機を実現することが可能である。   In a similar manner, an integrated circuit composed of three or more superconducting qubit devices can be formed, and the strength of coupling between any two superconducting qubit devices in the integrated circuit is arbitrarily controlled. be able to. Since it is known that an arbitrary quantum calculation can be executed by using an integrated circuit having such characteristics, a quantum computer can be realized in principle.

本発明の超伝導量子ビット素子1,15からなる集積回路20によれば、超伝導量子ビット素子1,15の各量子ビット読出部3の1個のジョセフソン接合2dを、超伝導量子ビット部2を構成する3個のジョセフソン接合2b,2c,2dのうちの1個とで共用にした構成を有している。
これにより、超伝導量子ビット部2のジョセフソン接合2b,2c,2dのもつジョセフソンインダクタンスが、量子ビット読出部3との間の相互インダクタンスに寄与するため、相互インダクタンス及び得られる磁束信号の大きさを著しく増強することができる。
According to the integrated circuit 20 including the superconducting qubit devices 1 and 15 of the present invention, one Josephson junction 2d of each qubit reading unit 3 of the superconducting qubit devices 1 and 15 is connected to the superconducting qubit unit. 2 has a configuration shared by one of the three Josephson junctions 2b, 2c, 2d.
As a result, the Josephson inductances of the Josephson junctions 2b, 2c, and 2d of the superconducting qubit unit 2 contribute to the mutual inductance with the qubit readout unit 3, so that the mutual inductance and the magnitude of the obtained magnetic flux signal are increased. Can be significantly enhanced.

超伝導量子ビット素子1,15においては、量子ビットの面積や流れる巡回電流が小さくても十分な信号を得ることができるので、量子ビットの面積や流れる巡回電流を小さくすることにより量子コヒーレンス時間を従来よりも延ばすことができる可能性がある。   In the superconducting qubit devices 1 and 15, a sufficient signal can be obtained even if the area of the qubit and the circulating current flowing are small, so that the quantum coherence time can be reduced by reducing the area of the qubit and the circulating current flowing. There is a possibility that the length can be increased.

従来の量子ビットの読出装置では、量子ビットから離れた位置に隣接してDC−SQUIDを形成しているので、合計で5個のジョセフソン接合が必要であったのに対して、本発明の超伝導量子ビット素子1では従来のものよりジョセフソン接合が1個減るので、製作も容易となる。   In the conventional qubit readout device, since the DC-SQUID is formed adjacent to a position away from the qubit, a total of five Josephson junctions are necessary. Since the superconducting qubit device 1 has one less Josephson junction than the conventional one, it is easy to manufacture.

上記構成の超伝導量子ビット素子1として、図2に示すジョセフソン接合2cを用いる場合について説明する。
図2に示すように、絶縁性基板や熱酸化膜を有するSi(シリコン)基板10上に、所定の厚さの超伝導体層11を、スパッタ法等を用いて堆積し、図1に示す超伝導量子ビット部2及び量子ビット読出部3の細線部2a,3aの一部を、マスクを用いた選択エッチングにより形成する。
The case where the Josephson junction 2c shown in FIG. 2 is used as the superconducting qubit device 1 having the above configuration will be described.
As shown in FIG. 2, a superconductor layer 11 having a predetermined thickness is deposited on a Si (silicon) substrate 10 having an insulating substrate or a thermal oxide film by sputtering or the like, and shown in FIG. A part of the thin wire portions 2a and 3a of the superconducting qubit portion 2 and the qubit reading portion 3 is formed by selective etching using a mask.

次に、超伝導体層11上に所定の厚さの絶縁膜となるアルミナ酸化膜などの絶縁体材料を、スパッタ法やCVD法により堆積し、余分な絶縁体を選択エッチングにより除去して、トンネル絶縁膜12を形成する。   Next, an insulator material such as an alumina oxide film that becomes an insulating film having a predetermined thickness is deposited on the superconductor layer 11 by sputtering or CVD, and the excess insulator is removed by selective etching. A tunnel insulating film 12 is formed.

最後に、トンネル絶縁膜12上に所定の厚さの超伝導体層をスパッタ法やCVD法などにより堆積し、余分な超伝導体層を選択エッチングにより除去して、超伝導体層13を形成することで、ジョセフソン接合2cを製作することができる。同様にして、超伝導量子ビット素子1及び集積回路20を製作することができる。   Finally, a superconductor layer having a predetermined thickness is deposited on the tunnel insulating film 12 by sputtering, CVD, or the like, and the superconductor layer 13 is formed by removing the excess superconductor layer by selective etching. By doing so, the Josephson junction 2c can be manufactured. Similarly, the superconducting qubit device 1 and the integrated circuit 20 can be manufactured.

ここで、各材料の堆積には、スパッタ法やCVD法以外には、蒸着法、レーザアブレーション法、MBE法などの通常の薄膜成膜法を用いることができる。また、所定の形状の接合や電流端子を形成するためのマスク工程には、光露光や電子ビーム(EB)露光などを用いることができる。   Here, for the deposition of each material, an ordinary thin film forming method such as an evaporation method, a laser ablation method, or an MBE method can be used in addition to the sputtering method and the CVD method. Moreover, light exposure, electron beam (EB) exposure, etc. can be used for the mask process for forming the junction of a predetermined shape and a current terminal.

次に、実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。
実施例として、図1に示す超伝導量子ビット素子1を、電子ビーム露光装置などを用いて製作した。超伝導量子ビット部2の細線部2aを一辺が4μmの正方形とし、量子ビット読出部3の細線部3aを一辺が5μmの正方形とした。細線部2a,3aの線幅は約200nm、厚さは約50nmとした。細線部2a,3aとなる超伝導体の材料としては、アルミニウムを使用した。各ジョセフソン接合2b,2c,2d,3bに用いた絶縁膜は酸化アルミニウムであり、その厚さは約1nmとした。各ジョセフソン接合2b,2c,2d,3bの形状は凡そ400nm×100nmの長方形とした。
Next, based on an Example, this invention is demonstrated further in detail.
As an example, the superconducting qubit device 1 shown in FIG. 1 was manufactured using an electron beam exposure apparatus or the like. The thin wire portion 2a of the superconducting qubit portion 2 is a square having a side of 4 μm, and the thin wire portion 3a of the qubit reading portion 3 is a square having a side of 5 μm. The thin wire portions 2a and 3a have a line width of about 200 nm and a thickness of about 50 nm. Aluminum was used as a material for the superconductor to be the thin wire portions 2a and 3a. The insulating film used for each Josephson junction 2b, 2c, 2d, 3b was aluminum oxide, and its thickness was about 1 nm. The shape of each Josephson junction 2b, 2c, 2d, 3b was a rectangle of about 400 nm × 100 nm.

実施例で製作した超伝導量子ビット素子1の量子ビット読出部3の臨界電流を測定した。
図4は、実施例の量子ビット読出部3におけるDC−SQUIDの臨界電流を示す図である。図において、縦軸は臨界電流の統計平均値(nA)を示し、横軸は磁場を加えるための電磁石に流した電流(mA)であり、外部から印加されている磁場に比例している。
図4から明らかなように、実施例において、量子ビット読出部3のDC−SQUIDにより測定された臨界電流は中心付近で曲線が2度折れ曲がっているが(図4の矢印A,B参照)、この部分の変化が量子ビットの磁束信号によるものである。この部分以外の振動波形は、図5(非特許文献1参照)で示されているものと同じく、DC−SQUIDの臨界電流が磁場によって振動するという通常のDC−SQUIDの特性を表す。
The critical current of the qubit reading unit 3 of the superconducting qubit device 1 manufactured in the example was measured.
FIG. 4 is a diagram illustrating the critical current of the DC-SQUID in the qubit reading unit 3 of the embodiment. In the figure, the vertical axis represents the statistical average value (nA) of the critical current, and the horizontal axis represents the current (mA) passed through the electromagnet for applying the magnetic field, which is proportional to the magnetic field applied from the outside.
As is clear from FIG. 4, in the embodiment, the critical current measured by the DC-SQUID of the qubit reading unit 3 is bent twice near the center (see arrows A and B in FIG. 4). This change in part is due to the magnetic flux signal of the qubit. The vibration waveform other than this part represents the characteristic of a normal DC-SQUID that the critical current of the DC-SQUID is vibrated by a magnetic field, similar to that shown in FIG. 5 (see Non-Patent Document 1).

実施例の超伝導量子ビット素子1による磁束信号の大きさは、図5に示した非特許文献1の場合と比較して、約60倍であり、非常にバラツキの少ないスムーズな波形が得られることが分かる。   The magnitude of the magnetic flux signal by the superconducting qubit device 1 of the embodiment is about 60 times that of the non-patent document 1 shown in FIG. 5, and a smooth waveform with very little variation is obtained. I understand that.

本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれることはいうまでもない。   The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible within the scope of the invention described in the claims, and it goes without saying that these are also included in the scope of the present invention. Nor.

本発明の超伝導量子ビット素子の構成を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the structure of the superconducting qubit element of this invention. 図1に示すジョセフソン接合のA−A方向に沿う部分断面図である。It is a fragmentary sectional view in alignment with the AA direction of the Josephson junction shown in FIG. 本発明の超伝導量子ビット素子からなる集積回路を示す模式的な平面図である。It is a typical top view which shows the integrated circuit which consists of a superconducting qubit element of this invention. 実施例の量子ビット読出部におけるDC−SQUIDの臨界電流を示す図である。It is a figure which shows the critical current of DC-SQUID in the qubit reading part of an Example. 非特許文献1で報告されたDC−SQUIDの臨界電流を示す図である。It is a figure which shows the critical current of DC-SQUID reported by the nonpatent literature 1. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1:超伝導量子ビット素子(第1の超伝導量子ビット素子)
2:超伝導量子ビット部
2a:超伝導体からなる細線部
2aa:細線部3aとの共通部分
2b,2c,2d:ジョセフソン接合
3:量子ビット読出部
3a:超伝導体からなる細線部
3b:ジョセフソン接合
3c,3d:電流端子
10:絶縁基板
11,13:超伝導体層
12:絶縁膜
15:超伝導量子ビット素子(第2の超伝導量子ビット素子)
20:超伝導量子ビット素子を用いた集積回路
22:磁束転送器
22a:磁束転送部
22b:超伝導量子干渉素子部
22c,22d:ジョセフソン接合
23,24,25:制御線
1: Superconducting qubit device (first superconducting qubit device)
2: Superconducting qubit portion 2a: Fine wire portion 2aa made of superconductor: Common portions 2b, 2c, 2d with fine wire portion 3a: Josephson junction 3: Qubit read portion 3a: Thin wire portion 3b made of superconductor : Josephson junction 3c, 3d: Current terminal 10: Insulating substrate 11, 13: Superconductor layer 12: Insulating film 15: Superconducting qubit device (second superconducting qubit device)
20: Integrated circuit using superconducting qubit device 22: Magnetic flux transfer device 22a: Magnetic flux transfer unit 22b: Superconducting quantum interference device unit 22c, 22d: Josephson junctions 23, 24, 25: Control line

Claims (9)

超伝導量子ビット部と該超伝導量子ビット部に接続された量子ビット読出部とを備え、
上記超伝導量子ビット部は3つのジョセフソン接合を有する超伝導量子干渉素子からなり、
上記量子ビット読出部は、2つのジョセフソン接合を有する超伝導量子干渉素子からなり、
上記量子ビット読出部のジョセフソン接合の1つが、上記超伝導量子ビット部のジョセフソン接合の1つと共用するように構成されていることを特徴とする、超伝導量子ビット素子。
A superconducting qubit unit and a qubit readout unit connected to the superconducting qubit unit,
The superconducting qubit part is composed of a superconducting quantum interference device having three Josephson junctions,
The qubit readout unit is composed of a superconducting quantum interference device having two Josephson junctions,
A superconducting qubit device characterized in that one of the Josephson junctions of the qubit readout section is configured to be shared with one of the Josephson junctions of the superconducting qubit section.
前記超伝導量子ビット部及び量子ビット読出部はループ状の細線からなり、上記細線の内、前記共用されるジョセフソン接合が形成される細線部が共用部として構成されていることを特徴とする、請求項1に記載の超伝導量子ビット素子。   The superconducting qubit part and the qubit reading part are formed of a loop-like thin line, and the thin line part in which the shared Josephson junction is formed among the thin lines is configured as a shared part. The superconducting qubit device according to claim 1. 前記量子ビット読出部のループ内の磁束が、読み出し時に磁束量子の半整数又は整数倍以外の値に制御されることを特徴とする、請求項1または2に記載の超伝導量子ビット素子。   The superconducting qubit device according to claim 1 or 2, wherein the magnetic flux in the loop of the qubit reading unit is controlled to a value other than a half integer or an integral multiple of the flux quanta at the time of reading. 複数の超伝導量子ビット素子を用いた集積回路であって、
上記超伝導量子ビット素子のそれぞれが超伝導量子ビット部と超伝導量子ビット部に接続される量子ビット読出部とを備え、
上記超伝導量子ビット部は、3つのジョセフソン接合を有する超伝導量子干渉素子からなり、
上記量子ビット読出部は、2つのジョセフソン接合を有する超伝導量子干渉素子からなり、
上記量子ビット読出部のジョセフソン接合の1つが上記超伝導量子ビット部のジョセフソン接合の1つと共用するように構成されていることを特徴とする、集積回路。
An integrated circuit using a plurality of superconducting qubit devices,
Each of the superconducting qubit devices comprises a superconducting qubit unit and a qubit reading unit connected to the superconducting qubit unit,
The superconducting qubit part is composed of a superconducting quantum interference device having three Josephson junctions,
The qubit readout unit is composed of a superconducting quantum interference device having two Josephson junctions,
An integrated circuit, wherein one of the Josephson junctions of the qubit readout unit is configured to be shared with one of the Josephson junctions of the superconducting qubit unit.
前記超伝導量子ビット部及び量子ビット読出部はループ状の細線からなり、該細線の内、前記共用されるジョセフソン接合が形成される細線部が共用部として構成されていることを特徴とする、請求項4に記載の集積回路。   The superconducting qubit part and the qubit reading part are formed of a loop-like thin line, and the thin line part in which the shared Josephson junction is formed is configured as a shared part among the thin lines. The integrated circuit according to claim 4. 前記量子ビット読出部のループ内の磁束が、読み出し時に磁束量子の半整数又は整数倍以外の値に制御されることを特徴とする、請求項4または5に記載の集積回路。   6. The integrated circuit according to claim 4, wherein the magnetic flux in the loop of the qubit reading unit is controlled to a value other than a half integer or an integral multiple of the magnetic flux quantum at the time of reading. 磁束転送器が、隣り合う前記超伝導量子ビット素子の間に配置されていることを特徴とする、請求項4に記載の集積回路。   The integrated circuit according to claim 4, wherein a magnetic flux transfer device is disposed between the adjacent superconducting qubit devices. 制御線が、前記超伝導量子ビット部に隣接して配置されることを特徴とする、請求項4に記載の集積回路。   The integrated circuit according to claim 4, wherein a control line is disposed adjacent to the superconducting qubit portion. 制御線が、前記磁束転送器に隣接して配置されることを特徴とする、請求項7に記載の集積回路。   The integrated circuit according to claim 7, wherein a control line is disposed adjacent to the magnetic flux transfer device.
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