九州大、水素が量子素子のノイズ原因になることを観測

　九州大学大学院工学研究院、同総理工研究院らによる研究グループは、水素が量子コンピュータの量子状態へのノイズとなることを初めて観測したと発表した。

　量子コンピュータでは、演算過程で量子状態をできるだけ長時間維持することが重要とされる。この量子状態を破壊する要因として素子に付着/侵入した水素によるノイズが考えられているが、この発生機構については明らかではなかった。

　研究グループでは、水素を微量添加したバナジウム金属試料から超伝導ジョセフソン接合を作製。電流ー電圧特性を測定したところ、超伝導ギャップより大きな電圧領域でもジョセフソン電流にスパイク状のノイズが複数出現することが判明。さらに、水素不純物の濃度や、温度、接合のサイズ、水素位置などの変化を調査することで、このスパイク状ノイズが超伝導中の準粒子の干渉によって発生していることが分かったという。

　今回の成果は、素子内の量子状態を破壊するノイズ起源の解明につながるとしており、同グループでは高性能な超伝導量子素子の実現が期待できるとしている。