私たちの研究

原子レベルのミクロ（微視的）な物理系では重ね合わせ・もつれ合いといった古典物理学の常識とはかけ離れた量子力学特有の状態が発現しています。 超伝導電気回路を極低温・超低ノイズ環境下におくことで、超伝導電気回路というマクロ（巨視的）な物理系においても量子力学特有の状態が発現します。 このような超伝導電気回路を超伝導量子回路と呼びます。本研究室では超伝導量子回路上に発現する量子力学特有の状態を自在に扱うことを目指しています。

巨視的量子物理系

量子状態が発現する代表的なものとしまして水素原子が挙げられます。大きさは1オングストローム程度になります。それに比べて、この写真にありますような超伝導磁束量子ビットは数マイクロメートル程度の大きさを持ち、水素原子と比べて10000倍以上大きいです。超伝導量子ビットにはいくつもの種類がありまして、中には100 um以上の超伝導量子ビットもあります。比較的大きな系で量子状態が発現するという意味で、超伝導量子ビットなどの超伝導量子回路は巨視的量子物理系と呼ばれています。そして、この巨視的量子物理系は私の研究室でのメインの研究対象になっています。 超伝導量子ビットは設計可能で、集積化が容易なことから量子コンピュータの構成要素になっています。

大きな目標

究極の目標は超伝導量子回路を用いた超伝導量子コンピュータの実現です。 特定の問題ではスーパーコンピュータを超える演算能力を持つことが立証されたと報告されています。 超伝導量子コンピュータ実現に向けた研究はGoogle, IBMなどの大企業を始め様々な研究機関において世界的に進められています。 超伝導量子コンピュータ実現には様々な要素技術の研究開発が必要となります。 超伝導量子コンピュータのコア技術に育つような研究成果を産み出せるよう、研究に励んでいます。