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• 半导体量子コンピュータの実现に向けて、量子ドット2次元配列における电子スピン制御の実现が必要。
• スピン制御用の微小磁石について、2行2列量子ドット配列用の设计手法を新たに开発した。
• 量子ドット2次元配列の电子スピン制御の実现とその后の大规模集积化への展开、および半导体量子コンピュータの実现に向けた贡献に期待。

　量子力学に基づいて计算を行う量子コンピュータが、スーパーコンピュータを凌ぐ计算能力を実现する次世代の情报処理技术として注目されています。现在、様々なハードウェア候补が研究されており、その有力候补の一つが、微小な半导体（量子ドット）に闭じ込められた电子スピン量子ビットです。现在、电子スピン量子ビットの高精度制御や量子ドット集积化など、基盘技术の开発が急速に进められています。これまで、电子スピン制御については、量子ドット近傍に设置した微小磁石が用いた高精度制御が実现しています。ところが、大规模集积化には量子ビットを2次元的に配列することが重要ですが、微小磁石を用いた电子スピン制御は量子ドット2次元配列においてはまだ実现できていません。
　九州大学大学院システム情报科学研究院の木山治树准教授、大阪大学产业科学研究所の中村骏吾大学院生(研究当时)、大岩顕教授の研究グループは、量子ドット2次元配列における电子スピン制御の実现に向けて、微小磁石が発生する磁场分布の数値シミュレーションにより、2行2列量子ドット配列用の微小磁石形状设计手法を开発しました。形状最适化の结果、シリコンを材料とした量子ドットでは精度99％以上が见积もられ、误り耐性に必要な高精度制御が期待されます。
　今回の成果をもとに、量子ドット2次元配列の电子スピン制御の実现とその后の大规模集积化への展开が期待されます。半导体量子コンピュータの実现に向けた贡献が期待されます。
　本研究成果は 2022 年 12 月 8 日（木）に米国物理学協会の学術誌「Journal of Applied Physics」にオンライン掲載されるとともに、Featured Articleと表紙に採用されました。

(※1) 量子コンピュータ
量子力学では、异なる状态の重ね合わせや粒子间の复雑な络み合い（量子もつれ）のような古典力学では许されない状态を取り得る。このような量子力学特有の状态をリソースとして计算に利用するのが量子コンピュータである。従来の计算机に比べて桁违いの処理能力を有すると期待されている。
(※2) 量子ドット
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持つ 。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。
(※3)（电子）スピン
电子が示す、上向きと下向きに対応する磁石のような性质。古典力学的には电荷を持つ电子の自転运动によって理解される。単一の电子スピンの状态は量子力学に従うので、量子情报に応用できる。

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掲載誌：Journal of applied physics
タイトル：
著者名：Shungo Nakamura, Haruki Kiyama*, and Akira Oiwa
顿翱滨：10.1063/5.0088840