スピンを使った量子情報処理の高速化・大容量化に期待

<plone.namedfile.file.NamedBlobImage object at 0x7fed7cb7c0b0 oid 0x293432 in <Connection at 7fee02b74dc0>>

2021-08-20

natural_sciences

{'items': [{'key': '5s1gk', 'term': '量子ドット', 'description': {'blocks': [{'key': 'al3lm', 'text': ' 電子をナノメートルサイズの箱のような微小空間に閉じ込めることにより、量子力学で記述される離散的な電子状態を形成する微細素子。原子との類似性から人工原子とも呼ばれる。半導体中ではゲート電圧を用いて電気的に形成することが可能である。 ', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '2ophb', 'term': '（電子）スピン', 'description': {'blocks': [{'key': 'bbil1', 'text': ' 電子が示す、上向きと下向きに対応する磁石のような性質。古典力学的には電荷を持つ電子の自転運動によって理解される。単一の電子スピンの状態は量子力学に従うので、量子情報に応用できる。 ', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '531rk', 'term': '量子ホール効果', 'description': {'blocks': [{'key': 'dj38u', 'text': ' 磁場中を電子が動くと、電子はローレンツ力を受けて動きが曲げられる。これをホール効果、それによって生じる抵抗をホール抵抗と呼ぶ。二次元電子に強い磁場をかけると、電子の波としての性質のために干渉が起こり、エネルギーが離散的な値となる。このときホール抵抗もとびとびの値を示し、その値は普遍的な物理定数のみで表される。この現象を量子ホール効果と呼ぶ。1985年にノーベル物理学賞の対象になった。応用例として、とびとびのホール抵抗値は電気抵抗の標準に利用されている。 ', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '8c36l', 'term': '量子情報処理', 'description': {'blocks': [{'key': 'ef6lt', 'text': ' 量子力学では、異なる状態の重ね合わせや粒子間の複雑な絡み合い（量子もつれ）のような古典力学では許されない状態を取り得る。このような量子力学特有の状態をリソースとして情報処理に利用するのが量子情報処理である。盗聴のおそれがない量子暗号器、ある種の演算において従来の計算機に比べて桁違いの処理能力を有する量子計算機などが代表的な応用例である。 ', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '8tmr0', 'term': '二次元電子', 'description': {'blocks': [{'key': '239sr', 'text': ' 二次元方向のみに運動方向を制限された平面状の電子の集団。異なる物質の接合界面や、数十ナノメートル以下の厚さの薄膜内に現れる。本研究ではガリウム砒素(GaAs)とアルミニウムガリウム砒素(AlGaAs)の接合界面を使用した。 ', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}, {'key': '7m0h8', 'term': '電子相関', 'description': {'blocks': [{'key': '13ato', 'text': ' 電子同士が相互作用によりお互いに影響を及ぼしあうこと。このときの相互作用は電子間のクーロン相互作用によるもので、同符号（負）の電荷をもつため、電子同士の間には斥力が働く。 ', 'type': 'unstyled', 'depth': 0, 'inlineStyleRanges': [], 'entityRanges': [], 'data': {}}], 'entityMap': {}}}]}

['isir']

['木山治樹', '大岩顕']

電子の持つスピンという性質を利用して、新機能を発現する、あるいは既存技術をはるかに凌ぐ性能を実現することを目指す研究は、現代物理学の中心分野の一つとなっています。量子ドットは、電子スピン数個だけを閉じ込め、制御し、それを読み出すことができるとても興味深いデバイスです。量子ドットを最大限に活用していくためには、「情報の読み出し」という最も基本的な技術からしっかりと確立していくことが重要です。本研究成果が、今後の量子ドットデバイス開発に大きく貢献することを期待しています。

木山治樹

助教

産業科学研究所

https://rd.iai.osaka-u.ac.jp/ja/2b3c4ecfd7d2d93a.html?k=%E6%9C%A8%E5%B1%B1%E6%B2%BB%E6%A8%B9