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位相エンジニアリングで拓く100GHz超・極低電力半磁束量子回路の学理と応用

通过相位工程开发的超100GHz超低功耗半磁通量子电路原理与应用

基本信息

批准号：
16H02340
负责人：
藤巻朗
金额：
$ 28.45万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-01 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究で提案・研究を進めてきた半磁束量子回路は、超伝導巨視的波動関数の位相が強磁性体内の交換相互作用によりπだけシフトすることを利用したπシフトジョセフソン接合（以降、π接合）をベースとしている。本研究では、高速動作を念頭に置き、超伝導体‐強磁性体‐トンネル障壁-超伝導体の4層構造を持ったジョセフソン接合を想定した。超伝導体にはNb、強磁性体にはPdNi合金、トンネル障壁はAlOxを用いている。平成29年度までに、半磁束量子回路の構成法には、いくつかの種類があることを数値計算によって明らかにした。その中で、もっとも高速性と低消費電力性に優れた方式は、従来のジョセフソン接合（以降、0接合）とπ接合、それぞれ1個を超伝導ループに持つ0-π SQUIDを、確立された単一磁束量子回路の単独0接合と置き換える方式である。精度の高い見積もりは今後の課題であるが、1.5倍以上の高速性、7割以上の低消費電力化が見込まれる。回路の重要な品質パラメータとなる電力・遅延積で評価すると、1桁以上の向上が期待できる。平成30年度は、この半磁束量子回路の具現化を試みた。しかしながら、実際に、0接合とπ接合を同一基板上にパラメータを制御しつつ集積化することは困難である。そこで、π接合3個によって構成されるSQUID（π3 SQUID）を0-π SQUIDの代わりに用いることとした。幾つかのレイアウトを設計し、現在試作を進めている段階である。π3 SQUIDの幾つかは、0-π SQUIDとして振舞うことを示唆する実験結果を得ている。今後は、π接合の作製制御性を高めると同時に、産総研の協力を得て、単一磁束量子集積回路上にπ接合を形成することを計画している。この方法の採用により、直接的に0-π SQUIDの形成が可能となり、一気に集積度の高い半磁束量子回路の作製が可能となると考えている。

In this study, it is proposed to study the number of waves in semi-magnetic beam quantum loops and superconducting giant televisions in phase and phase, and the interaction in the body of strong magnetics. in this study, we propose to study the wave motion of semi-magnetic beam quantum loops and superconducting giant televisions. In this study, high-speed motion equipment, high-power magnetic body-magnetic body-barrier-super-body body-4-wire device, high-speed action, high-speed operation, high-speed operation, high-speed operation The superalloy Nb, the strong magnetic body PdNi alloy, the barrier AlOx alloy and the strong magnet alloy are used. In Pingcheng 29, the quantum circuits of semi-magnetic beam and semi-magnetic beam are used to calculate the number of quantum circuits and semi-magnetic beam quantum circuits. High-speed, high-speed, low-power, high-speed, low-power, low-power, high-speed, low-power, low-power, high-speed, low-resolution, high-speed, low-resolution, high-speed, low-dissipation, high-speed, low-resolution, high-speed, low-resolution, high-speed, In the future, the accuracy is high, the high speed is more than 1.5 times, and the power consumption is more than 7 times higher than 7 cutters. The important product of the loop is that the electric power can be extended, and more than 1 truss is expected to rise. Pingcheng 30's semi-magnetic beam quantum circuit is equipped with a chemical test. On the same substrate, it is necessary to control the integration of the system. The three bonds of SQUID (π 3 SQUID) 0-π SQUID are connected with each other in the same way. We need to improve the design of the design, and now we are going to make an update on the design. π 3 SQUID, 0-π SQUID, dance, dance and dance. In the future, the pi bonding device is used to control the high voltage, to study the coordination force, and to form the pi bonding device on the loop of a magnetic beam quantum assembly. In this method, it is possible to use the direct 0-π SQUID to form a high-voltage semi-magnetic beam quantum circuit.