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公開番号2025012160
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2023114783
出願日2023-07-12
発明の名称量子デバイス、発振周波数設定方法およびプログラム
出願人日本電気株式会社
代理人個人,個人
主分類H10D 48/30 20250101AFI20250117BHJP()
要約【課題】本発明によれば、周波数可変性を有する発振器を共通の伝送路に接続する場合に、発振器間のクロストークを低減させることができ、かつ、発振器の周波数可変性を活用できるようにする。
【解決手段】量子デバイスが、複数の発振器群と、複数のサーキュレータと、複数のサーキュレータに共通の伝送路とを備え、複数の発振器群のそれぞれは、周波数可変性を有している1つまたは複数の発振器を備え、1つの発振器群に含まれる1つまたは複数の発振器は、その1つまたは複数の発振器に共通の1つのサーキュレータの1つのポートに接続されており、複数のサーキュレータは、何れも、伝送路の第1端部側からの信号を発振器群側へ伝送し、発振器群側からの信号を伝送路の第2端部側へ伝送し、第2端部側から発振器群側へ、および、発振器群側から第1端部側へは、何れも信号を遮断するように、伝送路に配置されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
複数の発振器群と、複数のサーキュレータと、前記複数のサーキュレータに共通の伝送路とを備え、
前記複数の発振器群のそれぞれは、周波数可変性を有している１つまたは複数の発振器を備え、
１つの発振器群に含まれる１つまたは複数の発振器は、その１つまたは複数の発振器に共通の１つのサーキュレータの１つのポートに接続されており、
前記複数のサーキュレータは、何れも、前記伝送路の第１端部側からの信号を前記発振器群側へ伝送し、前記発振器群側からの信号を前記伝送路の第２端部側へ伝送し、前記第２端部側から前記発振器群側へ、および、前記発振器群側から前記第１端部側へは、何れも信号を遮断するように、前記伝送路に配置されている、
量子デバイス。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
全ての前記発振器群に含まれている全ての前記発振器の発振周波数が、それぞれ異なっている、
請求項１に記載の量子デバイス。
【請求項３】
前記伝送路において隣接している少なくとも一対の前記サーキュレータの間に設けられて、前記第１端部側からの信号を前記第２端部側へ伝送し、前記第２端部側から前記第１端部側へは信号を遮断するアイソレータ
をさらに備える、請求項１または請求項２に記載の量子デバイス。
【請求項４】
１つの前記サーキュレータと１つの前記発振器とが接続されている、
請求項１に記載の量子デバイス。
【請求項５】
少なくとも１つの前記発振器群は、複数の前記発振器を備えており、
同一の前記発振器群に含まれる２つの発振器の何れの組み合わせについても、それら２つの発振器の発振周波数の差の大きさが、前記発振器が影響を受け易い周波数範囲として定められている範囲の幅の大きさ以上に大きくなるように、各発振器の発振周波数が設定されている、
請求項１に記載の量子デバイス。
【請求項６】
異なる発振器群に含まれる２つの発振器の何れの組み合わせについても、それら２つの発振器のうち前記第１端部側の発振器群に含まれる発振器の発振周波数が、前記第２端部側の発振器群に含まれる発振器が影響を受け易い周波数範囲として定められている範囲外となるように、各発振器の発振周波数が設定されている、
請求項１に記載の量子デバイス。
【請求項７】
前記発振器が影響を受け易い周波数範囲の上限値は、その発振器の発振周波数と定められている、
請求項６に記載の量子デバイス。
【請求項８】
前記発振器が影響を受け易い周波数範囲の下限値は、その発振器の発振周波数と、カー係数と、コヒーレント状態振幅とに基づいて算出される周波数と定められている、
請求項６に記載の量子デバイス。
【請求項９】
複数の発振器群と、複数のサーキュレータと、前記複数のサーキュレータに共通の伝送路とを備え、前記複数の発振器群のそれぞれは、周波数可変性を有している１つまたは複数の発振器を備え、１つの発振器群に含まれる１つまたは複数の発振器は、その１つまたは複数の発振器に共通の１つのサーキュレータの１つのポートに接続されており、前記複数のサーキュレータは、何れも、前記伝送路の第１端部側からの信号を前記発振器群側へ伝送し、前記発振器群側からの信号を前記伝送路の第２端部側へ伝送し、前記第２端部側から前記発振器群側へ、および、前記発振器群側から前記第１端部側へは、何れも信号を遮断するように、前記伝送路に配置されている、量子デバイスを制御する制御装置が、
異なる発振器群に含まれる２つの発振器の何れの組み合わせについても、それら２つの発振器のうち前記第１端部側の発振器群に含まれる発振器の発振周波数が、前記第２端部側の発振器群に含まれる発振器が影響を受け易い周波数範囲として定められている範囲外となるように、各発振器の発振周波数を設定する
ことを含む、発振周波数設定方法。
【請求項１０】
複数の発振器群と、複数のサーキュレータと、前記複数のサーキュレータに共通の伝送路とを備え、前記複数の発振器群のそれぞれは、周波数可変性を有している１つまたは複数の発振器を備え、１つの発振器群に含まれる１つまたは複数の発振器は、その１つまたは複数の発振器に共通の１つのサーキュレータの１つのポートに接続されており、前記複数のサーキュレータは、何れも、前記伝送路の第１端部側からの信号を前記発振器群側へ伝送し、前記発振器群側からの信号を前記伝送路の第２端部側へ伝送し、前記第２端部側から前記発振器群側へ、および、前記発振器群側から前記第１端部側へは、何れも信号を遮断するように、前記伝送路に配置されている、量子デバイスを制御するコンピュータに、
異なる発振器群に含まれる２つの発振器の何れの組み合わせについても、それら２つの発振器のうち前記第１端部側の発振器群に含まれる発振器の発振周波数が、前記第２端部側の発振器群に含まれる発振器が影響を受け易い周波数範囲として定められている範囲外となるように、各発振器の発振周波数を設定すること
を実行させるためのプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は量子デバイス、発振周波数設定方法およびプログラムに関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
量子デバイスにおいて、信号が多重方式で伝送される場合がある。
例えば、特許文献１には、複数のバンドパスフィルタ（Band-Pass Filter；ＢＰＦ）が単一の伝送線に接続されている超伝導マイクロ波結合器が記載されている。この超伝導マイクロ波結合器では、バンドパスフィルタのそれぞれが、異なる狭い通過帯域を有しており、周波数分割多重方式で信号を伝送する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特表２０１９－５３５１６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ジョセフソンパラメトリック発振器（Josephson Parametric Oscillator；ＪＰＯ）など周波数可変性を有する複数の発振器を共通の伝送路に接続する場合、発振器間のクロストークの影響を低減させることができ、かつ、発振器の周波数可変性を活用できることが好ましい。
【０００５】
本発明の目的の一例は、上述の課題を解決することのできる量子デバイス、発振周波数設定方法およびプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様によれば、量子デバイスは、複数の発振器群と、複数のサーキュレータと、前記複数のサーキュレータに共通の伝送路とを備え、前記複数の発振器群のそれぞれは、周波数可変性を有している１つまたは複数の発振器を備え、１つの発振器群に含まれる１つまたは複数の発振器は、その１つまたは複数の発振器に共通の１つのサーキュレータの１つのポートに接続されており、前記複数のサーキュレータは、何れも、前記伝送路の第１端部側からの信号を前記発振器群側へ伝送し、前記発振器群側からの信号を前記伝送路の第２端部側へ伝送し、前記第２端部側から前記発振器群側へ、および、前記発振器群側から前記第１端部側へは、何れも信号を遮断するように、前記伝送路に配置されている。
【０００７】
本発明の第２の態様によれば、発振周波数設定方法は、複数の発振器群と、複数のサーキュレータと、前記複数のサーキュレータに共通の伝送路とを備え、前記複数の発振器群のそれぞれは、周波数可変性を有している１つまたは複数の発振器を備え、１つの発振器群に含まれる１つまたは複数の発振器は、その１つまたは複数の発振器に共通の１つのサーキュレータの１つのポートに接続されており、前記複数のサーキュレータは、何れも、前記伝送路の第１端部側からの信号を前記発振器群側へ伝送し、前記発振器群側からの信号を前記伝送路の第２端部側へ伝送し、前記第２端部側から前記発振器群側へ、および、前記発振器群側から前記第１端部側へは、何れも信号を遮断するように、前記伝送路に配置されている、量子デバイスを制御する制御装置が、異なる発振器群に含まれる２つの発振器の何れの組み合わせについても、それら２つの発振器のうち前記第１端部側の発振器群に含まれる発振器の発振周波数が、前記第２端部側の発振器群に含まれる発振器が影響を受け易い周波数範囲として定められている範囲外となるように、各発振器の発振周波数を設定することを含む。
【０００８】
本発明の第３の態様によれば、プログラムは、複数の発振器群と、複数のサーキュレータと、前記複数のサーキュレータに共通の伝送路とを備え、前記複数の発振器群のそれぞれは、周波数可変性を有している１つまたは複数の発振器を備え、１つの発振器群に含まれる１つまたは複数の発振器は、その１つまたは複数の発振器に共通の１つのサーキュレータの１つのポートに接続されており、前記複数のサーキュレータは、何れも、前記伝送路の第１端部側からの信号を前記発振器群側へ伝送し、前記発振器群側からの信号を前記伝送路の第２端部側へ伝送し、前記第２端部側から前記発振器群側へ、および、前記発振器群側から前記第１端部側へは、何れも信号を遮断するように、前記伝送路に配置されている、量子デバイスを制御するコンピュータに、異なる発振器群に含まれる２つの発振器の何れの組み合わせについても、それら２つの発振器のうち前記第１端部側の発振器群に含まれる発振器の発振周波数が、前記第２端部側の発振器群に含まれる発振器が影響を受け易い周波数範囲として定められている範囲外となるように、各発振器の発振周波数を設定することを実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、周波数可変性を有する発振器を共通の伝送路に接続する場合に、発振器間のクロストークの影響を低減させることができ、かつ、発振器の周波数可変性を活用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
第１の実施形態に係る量子デバイスの構成の例を示す図である。
第１の実施形態に係る発振器群の構成の例を示す図である。
第１の実施形態に係るサーキュレータのポートの配置の例を示す図である。
第２の実施形態に係る量子デバイスの構成の例を示す図である。
第３の実施形態に係る量子デバイスの構成の例を示す図である。
第４の実施形態に係る量子デバイスの構成の例を示す図である。
第５の実施形態に係る量子デバイスにおけるジョセフソンパラメトリック発振器の発振周波数の例を示す図である。
第６の実施形態に係る量子デバイスにおけるジョセフソンパラメトリック発振器の発振周波数の例を示す図である。
第７の実施形態に係る量子コンピューティングシステムの構成の例を示す図である。
実験に用いた量子デバイスの構成の例を示す図である。
少なくとも１つの実施形態に係るジョセフソンパラメトリック発振器への入射信号の離調およびパワーと、ジョセフソンパラメトリック発振器の読出し忠実度との関係の例を示す図である。
第８の実施形態に係る量子デバイスの構成の例を示す図である。
第９の実施形態に係る発振周波数設定方法における処理の手順の例を示す図である。
少なくとも１つの実施形態に係るコンピュータの構成の例を示す概略ブロック図である。
【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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