大阪大学と九州大学の共同研究チームは、2行2列量子ドット配列における電子スピン制御用微小磁石の設計手法を新たに開発した。量子ドットは、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たもので、量子ドットに閉じ込められた電子スピンは、量子コンピューターの量子ビットを実装する際の有力候補とされている。
大阪大学と九州大学の共同研究チームは、2行2列量子ドット配列における電子スピン制御用微小磁石の設計手法を新たに開発した。量子ドットは、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たもので、量子ドットに閉じ込められた電子スピンは、量子コンピューターの量子ビットを実装する際の有力候補とされている。 電子スピンを用いて量子コンピューターを実現するには、量子ドット2次元配列において、微小磁石を用いて高精度で電子スピンを制御する必要がある。研究チームは今回、微小磁石が発生する磁場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の設計手法を開発した。形状最適化の結果、シリコンを材料とした量子ドットでは精度99％以上が見積もられ、誤り耐性に必要な高精度制御が期待されるという。 今回の研究成果は、量子ドット2次元配列の電子スピン制御の実現とその後の大規模集積化への展開、半導体量子コンピューターの実現に貢献することが期待される。研究論文は、米国物理学協会の学術誌、ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス（Journal of Applied Physics）に2022年12月8日付けでオンライン掲載された。（中條）
