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論文出版のお知らせ

超伝導量子ビットの制御に関する研究成果が2026年1月6日にPhysical Review Research誌にオンラインで公開されました。

本研究では、個別制御配線が必要な現状の超伝導量子コンピュータのアーキテクチャ上の問題点を解消するため、1本の制御線で複数の量子ビットを選択的に制御できるパルス設計手法を提案しました。さらに、本手法を実際の超伝導量子ビット系に適用し、従来手法と同等以上の制御性能を保持しつつ、非標的量子ビットの励起を抑制することに成功しました。本成果は、将来の大規模超伝導量子コンピュータにおける制御配線数の削減とシステムの高集積化に貢献することが期待されます。

詳細は、以下の内容をご確認ください。

【論文情報】

  • 論文タイトル：Selective excitation of superconducting qubits with a shared control line through pulse shaping
  • 著者：R. Matsuda*, R. Ohira*, T. Sumida, H. Shiomi, A. Machino, S. Morisaka, K. Koike, T. Miyoshi, Y. Kurimoto, Y. Sugita, Y. Ito, Y. Suzuki, P. A. Spring, S. Wang, S. Tamate, Y. Tabuchi, Y. Nakamura, K. Ogawa, and M. Negoro (*These authors contributed equally to this work.)
  • 掲載誌：Physical Review Research
  • 掲載日：2026年1月6日
  • DOI：https://doi.org/10.1103/xw1s-dt16

【研究内容についての問い合わせ先】
キュエル株式会社
リサーチサイエンティスト　大平 龍太郎（おおひら りゅうたろう）
E-mail：ohira@quel-inc.com

論文出版のお知らせ

時分割多重化によるイオントラップ電極制御を実証
―イオントラップ量子コンピュータの配線ボトルネックを解決へ―

【概要】
キュエル株式会社の大平龍太郎リサーチサイエンティスト、大阪大学量子情報・量子生命研究センター（QIQB）の三好健文特任教授、森榮真一特任研究員、大阪大学大学院基礎工学研究科の田中歌子講師（大阪大学QIQB兼任教員）、宮本真成大学院生、東京大学の野口篤史准教授、中村一平特任助教の研究グループは、イオントラップ（注1）量子コンピュータの大規模化における主要課題である電極配線および制御回路の拡張性（スケーラビリティ）の問題を解決する新たな手法として、時分割多重化（TDM: Time-Division Multiplexing）（注2）に基づく電圧制御方式を開発し、その実験的実証に世界で初めて成功しました。本成果を報告した論文は、その独創性と技術的意義が評価され、Applied Physics Letters誌のFeatured Articleに選出されました。さらに、本論文は、American Institute of Physicsが運営する科学広報メディア「Scilight（Science Highlight）」にも取り上げられ、国際的な注目を集めています。

【発表内容】
イオントラップ量子コンピュータは、高い量子ゲート忠実度と長いコヒーレンス時間を兼ね備え、量子コンピュータの実現において有力な物理系の候補の一つとされています。しかし、多数のイオンを制御するには、多数の電極を独立に駆動する必要があり、これに伴い デジタル・アナログ変換器（DAC: Digital-to-Analog Converter）（注3）を中心とした制御エレクトロニクス、配線、真空フィードスルーの数が急増します。現状の制御方式では、わずか数十個のイオンを扱う段階でも数百本の配線が必要となり、配線および制御回路のスケーラビリティ確保が大きな課題となっていました（図1左）。


図1：(左) 従来のイオントラップ量子コンピュータ向け制御方式
(右) 今回提案した TDM を用いた制御方式

この問題を解決するために、本研究グループは、TDM方式を用いた新しい電圧制御方式を開発しました（図1右）。この方式では、DACから出力されるTDM信号を高速スイッチとコンデンサで構成されたデマルチプレクサ（DEMUX）（注4）に入力し、各チャネルに対応する電極に適切な電圧を分配します。本研究では、図2に示すような2台のDACを用いた10チャネル制御システムを開発し、表面電極型トラップにおいて ⁴⁰Ca⁺ イオンの捕獲および輸送を実現しました。


図2：開発した TDM 制御システム

この成果は、大規模イオントラップ量子コンピュータの実現に向けて、電極制御回路のスケーラビリティを大幅に改善する基盤技術を提供するものです。今後は、デマルチプレクサの真空内統合や低温ステージでの動作検証を進め、さらなる高密度化および低消費電力化を目指します。これにより、将来的な大規模量子デバイス制御の実現が期待されます。

【論文情報】

  • 論文タイトル：Trapping an Atomic Ion using Time-Division Multiplexed Digital-to-Analog Converters
  • 著者：Ryutaro Ohira, Masanari Miyamoto, Shinichi Morisaka, Ippei Nakamura, Atsushi Noguchi, Utako Tanaka, Takefumi Miyoshi
  • 掲載誌：Applied Physics Letters
  • 掲載日：2025年12月9日（日本時間）
  • DOI：https://doi.org/10.1063/5.0294871

【謝辞】
本研究は文部科学省 Q-LEAP（課題番号：JPMXS0120319794）、科学技術振興機構（課題番号：JPMJPF2014）、およびJST ムーンショット型研究開発事業（課題番号：JPMJMS226A, JPMJMS2063）の支援を受けて実施されました。

【用語解説】
注1　イオントラップ
電場を用いて原子イオンを真空中に捕獲する装置。

注2　時分割多重化
複数の信号を時間領域で分割して単一の経路で順番に信号の伝送および処理をする技術。

注3　デジタル・アナログ変換器
デジタル形式の信号データをアナログ信号として出力する電子部品。

注4　デマルチプレクサ
1つの入力信号を複数の出力チャネルに分配する回路。

【問い合わせ先】
<研究内容について>
キュエル株式会社
リサーチサイエンティスト　大平 龍太郎（おおひら りゅうたろう）
E-mail：ohira@quel-inc.com

<機関窓口>
キュエル株式会社 広報担当
E-mail：info@quel-inc.com

大阪大学基礎工学研究科 庶務係
E-mail：ki-syomu@office.osaka-u.ac.jp

大阪大学 量子情報・量子生命研究センター 企画室 プレスリリース窓口
E-mail: press_qiqb@ml.office.osaka-u.ac.jp

東京大学大学院総合文化研究科 広報室
E-mail：koho-jyoho.c@gs.mail.u-tokyo.ac.jp

QCE25 にて登壇・受賞のお知らせ

弊社 CTO 三好が、IEEE International Conference on Quantum Computing and Engineering (QCE 2025) にて、東京大学との共同研究成果を発表いたします。
本研究では、スケーラブルなイオントラップ量子コンピュータの実現に向けた新しい制御アプローチを提案しております。
また本論文は、Quantum Technologies and Systems Engineering (QTEM) トラックにおいて Best Technical Paper Award 第3位を受賞しました (受賞論文一覧) 。

発表情報

  • 発表タイトル：Multiplexed Control at Scale for Electrode Arrays in Trapped-Ion Quantum Processors
  • 著者：Ryutaro Ohira, Shinichi Morisaka, Ippei Nakamura, Atsushi Noguchi, Takefumi Miyoshi
  • 日時：2025年9月5日(金) 10:00 – 11:30 (現地時間)

「純国産」超伝導量子コンピュータの稼働について、大阪大学のプレスリリースに掲載されました

大阪大学量子情報・量子生命研究センター（QIQB）にて、主要部品・パーツやソフトウェアが全て日本製となる「純国産」超伝導量子コンピュータが稼働を開始します。

これは、QIQBの根来誠副センター長／教授、理化学研究所（理研）量子コンピュータ研究センターの中村泰信センター長、株式会社アルバックの清田淳也常務執行役員、アルバック・クライオ株式会社の斎藤政通参事、株式会社イーツリーズ・ジャパンの三好健文取締役、キュエル株式会社の伊藤陽介代表取締役、株式会社QunaSysの楊天任CTO、株式会社セックの内田諒主任、TIS株式会社の高宮安仁テクニカルエキスパート、富士通株式会社量子研究所の佐藤信太郎所長らの共同研究グループにより開発されたものです。

キュエル株式会社は、ムーンショット型研究開発事業 ムーンショット目標6 「スケーラブルな高集積量子誤り訂正システムの開発（プロジェクトマネージャー：小林和淑）」にて、これまでより集積性が高まった新型制御装置を開発し、「純国産」超伝導量子コンピュータに提供しました。

詳細は、大阪大学から出された以下のプレスリリースをご覧ください。
https://resou.osaka-u.ac.jp/ja/research/2025/20250728_1

Quantum Innovation 2025に出展します

キュエル株式会社は、2025年7月29日（火）から8月1日（木）にコングレスクエア グラングリーン大阪にて開催される、「Quantum Innovation 2025」に出展します。

以下の内容を行います。

  • 7月29日（火）16:00から、代表取締役の伊藤によるプレゼンテーション
  • 7月29日（火）から8月1日（木）に、展示ブースでの製品や会社をご紹介
  • 7月29日（火）から8月1日（木）に、研究の最新トピックをポスター発表

ご興味のある方は、以下のウェブサイトをご覧ください。
https://www.qi2025.jp/

本社移転のお知らせ

キュエル株式会社は、6月4日に、以下の住所に本社移転を行います。

〒192-0046 東京都八王子市明神町4丁目7-14 八王子ONビル5階
（JR八王子駅徒歩5分、京王八王子駅徒歩1分）

大阪・関西万博における企画展について、大阪大学のプレスリリースに掲載されました

大阪・関西万博において8月14日から20日まで開催される企画展「エンタングル・モーメント – [量子・海・宇宙]×芸術」において、大阪大学量子情報・量子生命研究センターに設置された量子コンピュータ2台がクラウド接続されます。

その取り組みにキュエル株式会社の制御装置も利用されることが、4月14日に大阪大学から発信されたプレスリリースにご記載いただきました。

ご興味がある方は、以下のプレスリリースをご覧ください。
https://qiqb.osaka-u.ac.jp/newstopics/pr20250414

論文出版のお知らせ

大阪大学・京都大学・情報通信研究機構 (NICT)・株式会社イーツリーズ・ジャパンとの共同研究の成果が、2025年4月9日に「Journal of Applied Physics」にオンラインで公開されました。

論文は次のリンクからご覧いただけます。
https://pubs.aip.org/aip/jap/article/137/14/144401/3343171/Development-of-a-bipolar-50-V-output-digital-to

論文タイトル
“Development of a bipolar 50 V output digital-to-analog converter system for ion-shuttling operations”

著者
T. Oshio, R. Nishimoto, T. Higuchi, K. Hayasaka, K. Koike, S. Morisaka, T. Miyoshi, R. Ohira, and U. Tanaka