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公開番号2025093070
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-23
出願番号2023208573
出願日2023-12-11
発明の名称回路装置及び制御方法
出願人日本電気株式会社
代理人個人,個人
主分類G06N 10/40 20220101AFI20250616BHJP(計算;計数)
要約【課題】位相ロック信号の出力チャンネルの数を低減しつつ、発振器の発振状態の制御を可能とする回路装置を提供する。
【解決手段】回路装置は、複数のパラメトリック発振器と、パラメトリック発振器ごとに設けられた磁場発生部と、パラメトリック発振器ごとに設けられた結合器と、パラメトリック発振器へ結合器を介して入射する位相ロック信号と磁場発生部へ入射するポンプ信号とを出力する信号出力部と、信号出力部を制御する制御部と、を備え、パラメトリック発振器は可変素子を備え、磁場発生部は可変素子へ磁場を印加し、信号出力部は、パラメトリック発振器の数より少数の、位相ロック信号の出力チャンネルを備え、制御部は、位相ロック信号とポンプ信号の位相差を制御する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
複数のパラメトリック発振器と、
前記パラメトリック発振器ごとに設けられた磁場発生部と、
前記パラメトリック発振器ごとに設けられた結合器と、
前記パラメトリック発振器へ前記結合器を介して入射する位相ロック信号と、前記磁場発生部へ入射するポンプ信号と、を出力する信号出力部と、
前記信号出力部を制御する制御部と、
を備え、
前記パラメトリック発振器は、可変素子を備え、
前記磁場発生部は、前記可変素子へ磁場を印加し、
前記信号出力部は、前記パラメトリック発振器の数より少数の、前記位相ロック信号の出力チャンネルを備え、
前記制御部は、前記位相ロック信号と前記ポンプ信号の位相差を制御する、
回路装置。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記信号出力部は、前記パラメトリック発振器ごとに定められた異なる周波数の信号を重畳した前記位相ロック信号を出力し、
重畳した前記位相ロック信号を出力する前記出力チャンネルを１つ備える、
請求項１に記載の回路装置。
【請求項３】
前記位相ロック信号の前記出力チャンネルと前記結合器のそれぞれとが伝送路で接続される、
請求項１または請求項２に記載の回路装置。
【請求項４】
前記位相ロック信号の前記出力チャンネルと前記結合器のそれぞれとが伝送路で接続され、前記伝送路と前記結合器の接続部には、前記結合器に対応する前記パラメトリック発振器について定められた周波数に対応する所定の周波数の前記位相ロック信号を通すフィルタが設けられる、
請求項１または請求項２に記載の回路装置。
【請求項５】
前記信号出力部は、前記パラメトリック発振器の数より少数の、前記ポンプ信号の出力チャンネルを備える、
請求項１または請求項２に記載の回路装置。
【請求項６】
前記信号出力部は、前記パラメトリック発振器ごとに定められた異なる周波数の信号を重畳した前記ポンプ信号を出力し、
重畳した前記ポンプ信号を出力する前記ポンプ信号の前記出力チャンネルを１つ備える、
請求項１または請求項２に記載の回路装置。
【請求項７】
前記ポンプ信号の前記出力チャンネルと前記磁場発生部のそれぞれとが伝送路で接続されるか、または、前記ポンプ信号の前記出力チャンネルと前記磁場発生部のそれぞれとが伝送路で接続され、前記伝送路と前記磁場発生部の接続部には、前記磁場発生部に対応する前記パラメトリック発振器について定められた周波数に対応する所定の周波数の前記ポンプ信号を通すフィルタが設けられる、
請求項６に記載の回路装置。
【請求項８】
前記信号出力部は、前記パラメトリック発振器ごとに定められた異なる周波数の前記位相ロック信号および前記位相ロック信号を重畳した信号を出力し、
重畳した前記信号を出力する出力チャンネルを１つ備える、
請求項１に記載の回路装置。
【請求項９】
前記パラメトリック発振器は量子ビットであり、前記位相差によって前記量子ビットの状態が制御される、
請求項１に記載の回路装置。
【請求項１０】
複数のパラメトリック発振器と、
前記パラメトリック発振器ごとに設けられた磁場発生部と、
前記パラメトリック発振器ごとに設けられた結合器と、
前記パラメトリック発振器へ前記結合器を介して入射する位相ロック信号と前記磁場発生部へ入射するポンプ信号とを出力する信号出力部と、
を備え、
前記パラメトリック発振器は、可変素子を備え、
前記磁場発生部は、前記可変素子へ磁場を印加し、
前記信号出力部が、前記パラメトリック発振器の数より少数の、前記位相ロック信号の出力チャンネルを備える回路装置において、
前記位相ロック信号と前記ポンプ信号の位相差を制御する、
制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、回路装置及び制御方法に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
ジョセフソンパラメトリック発振器（ＪＰＯ）は、量子演算に使用される超伝導量子ビットの１つである。特許文献１には、複数のＪＰＯを結合させた構成を含む量子計算機が開示されている。ＪＰＯの２つのコヒーレント状態を演算ビット(それぞれ０と１、以下、量子ビットと称する)に採用する場合は、ＪＰＯは２種の高周波信号の入力によって制御可能である。１つ目はポンプ信号である。ＪＰＯが備えるＳＱＵＩＤ(superconducting quantum interference device)ループ回路にポンプ信号に基づく交流磁場を入力すると、ＪＰＯが発振し、量子ビットとして動作する。２つ目は位相ロック信号である。ＪＰＯに結合器を介して高周波信号（位相ロック信号）を入力すると、０状態と１状態の発生確率が制御可能である(非特許文献1)。
【０００３】
非特許文献１には、上述した２種の高周波信号の入力によってＪＰＯを制御する技術が示されている。非特許文献１に開示された技術によると、演算装置を構成するＪＰＯの数と、位相ロック信号を出力する出力チャンネルの数が同数である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０２１／０１４８８５号
【非特許文献】
【０００５】
Z.R.Lin et al., "Josephson parametric phase-locked oscillator and its application to dispersive readout of superconducting qubits", Nature Communications volume 5, Article number: 4480 (2014),[検索日 2023.11.30],インターネット,<https://doi.org/10.1038/ncomms5480>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のような複数のＪＰＯを持つ量子計算機を大規模化させることを考えたとき、それぞれのＪＰＯに個別に位相ロック信号を入力する場合、ＪＰＯの数の増大に伴って出力チャンネルの数が増大し、装置が大型化する可能性がある。ＪＰＯを持つ量子計算機以外でも、複数の発振器を持つ装置を大規模化させることを考えたとき、それぞれの発振器に個別に位相ロック信号を入力する場合、発振器の数の増大に伴って出力チャンネルの数が増大し、装置が大型化する可能性がある。
そこで、位相ロック信号の出力チャンネルの数を低減しつつ、発振器の発振状態の制御を可能とする技術を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様によれば、回路装置は、複数のパラメトリック発振器と、前記パラメトリック発振器ごとに設けられた磁場発生部と、前記パラメトリック発振器ごとに設けられた結合器と、前記パラメトリック発振器へ前記結合器を介して入射する位相ロック信号と、前記磁場発生部へ入射するポンプ信号と、を出力する信号出力部と、前記信号出力部を制御する制御部と、を備え、前記パラメトリック発振器は、可変素子を備え、前記磁場発生部は、前記可変素子へ磁場を印加し、前記信号出力部は、前記パラメトリック発振器の数より少数の、前記位相ロック信号の出力チャンネルを備え、前記制御部は、前記位相ロック信号と前記ポンプ信号の位相差を制御する。
【０００８】
本開示の一態様によれば、制御方法は、複数のパラメトリック発振器と、前記パラメトリック発振器ごとに設けられた磁場発生部と、前記パラメトリック発振器ごとに設けられた結合器と、前記パラメトリック発振器へ前記結合器を介して入射する位相ロック信号と前記磁場発生部へ入射するポンプ信号とを出力する信号出力部と、を備え、前記パラメトリック発振器は、可変素子を備え、前記磁場発生部は、前記可変素子へ磁場を印加し、前記信号出力部が、前記パラメトリック発振器の数より少数の、前記位相ロック信号の出力チャンネルを備える、回路装置において、前記位相ロック信号と前記ポンプ信号の位相差を制御する。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、位相ロック信号の出力チャンネルの数を低減しつつ、発振器の発振状態の制御を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施形態に係る超伝導量子回路装置の一例を示す第１の図である。
ＪＰＯの０状態と１状態の発生確率について説明する図である。
実施形態に係る超伝導量子回路装置の一例を示す第２の図である。
実施形態に係る超伝導量子回路装置の一例を示す第３の図である。
実施形態に係る超伝導量子回路装置の一例を示す第４の図である。
一般的な超伝導量子回路装置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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