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本セミナーでは、超伝導現象の基礎から始まり、量子計算や高速通信などに応用されるトンネル現象・高周波現象について解説し、実デバイスへの応用可能性を紹介します。
セミナー趣旨
2019年秋、Googleが開発した量子計算機が量子超越性(Quantum Supremacy)を達成したと報告され、量子計算技術のマイルストーンとなった。現在開発されている量子計算機の中核技術のひとつは超伝導ジョセフソン効果であり、Googleだけでなく、最適化計算を専門に行う量子アニーリング装置を開発・市販しているD-waveの装置のプロセッサーは膨大な数のジョセフソン接合を含んでいる。本セミナーでは、超伝導現象の基礎から始まり、量子計算や高速通信などに応用されるトンネル現象・高周波現象について解説し、実デバイスへの応用可能性を紹介する。
受講対象・レベル
・超伝導を応用したデバイスの導入・開発を始めようとしている方
・量子計算および周辺技術の開発に従事されていて、その原理の理解が課題となっている技術者
・これから量子計算および周辺技術の開発を始めようとされる開発マネージャー
・77ケルビン以下の低温環境を活用する先端技術要素を探索している企業
・量子計算機関連技術への投資を考えている方
必要な予備知識
・大学教養課程レベルの物理・化学の知識
・ 書籍「はじめてナットク!超伝導―原理からピン止め効果の応用まで」
(村上雅人著・講談社ブルーバックス・1999年9月)
・書籍「これ一冊でわかる 超伝導実用技術」
(一般社団法人未踏科学技術協会 超伝導科学技術研究会・日刊工業新聞社・2013年2月)
習得できる知識
・量子力学・統計力学の応用例
・超伝導現象の原理
・超伝導デバイス概説
・超伝導体を用いた量子計算・高周波デバイスの技術動向
・超伝導体を応用した一般の技術動向
・各種テラヘルツ光源の技術動向
セミナープログラム
1 Society 5.0に向けた超伝導・テラヘルツ技術
1.1 最適化演算・ビッグデータ処理
・量子計算
・データセンター電源
1.2 超高速データ通信・大容量データ転送
・移動体間次世代通信
1.3 装置内部通信
2 超伝導量子コンピュータの開発
2.1 機械学習から人工知能へ
2.2 D-Wave, Google, IBM, Intelなどがハードウェア開発
2.3 巨大国家プロジェクトが続々スタート、日本は・・・
2.4 世界初の商用量子計算機D-Wave
・D-waveのテクノロジー
・D-waveの超伝導回路(SQUID)
・量子アニーリングとは?
2.5 超伝導量子計算機をめぐる最近の動き
2.6 まとめ
3 超伝導の基礎概念
3.1 超伝導の発見とその背景
・ 電子の発見
・ 絶対零度付近における金属の電気抵抗 (1900)
・ H. K. Onnesによるヘリウムの液化 (1908)
・「超伝導」の発見
3.2 周期律表における超伝導元素
3.3 超伝導転移温度更新の歴史
3.4 まとめ
4 超伝導の特徴
4.1 完全導電性
4.2 マイスナーオクセンフェルド効果
4.3 Bardeen-Cooper-Schrieffer 理論
4.4 ギンツブルグランダウ理論
4.5 コヒーレンス
4.6 磁束の量子化
・量子化磁束(渦糸)
・第2種超伝導体の基底状態
・第2種超伝導体の発見で実現されたもの
4.7 ジョセフソン効果
4.8 まとめ
5 様々な超伝導体
5.1 銅酸化物超伝導体の発見
5.2 代表的な銅酸化物高温超伝導体
5.3 銅酸化物高温超伝導体の結晶構造
5.4 高温超伝導体の物理
5.5 鉄系超伝導体
5.6 軽元素からなる超伝導体
・層状物質
・高ドープワイドギャップ半導体
・アルカリ元素ドープフラーレン
5.7 -70℃超伝導(圧力下)
5.8 氷温超伝導
5.9 まとめ
6 ジョセフソン接合の物理
6.1 直流ジョセフソン効果
6.2 SQUID
6.3 交流ジョセフソン効果
6.4 ジョセフソン接合におけるスイッチングダイナミクス
6.5 巨視的量子トンネル現象
6.6 振動子としてのジョセフソン接合
6.7 ジョセフソンプラズマ振動
6.8 固有ジョセフソン接合
・固有ジョセフソン接合の特徴
6.9 まとめ
7 超伝導体を用いた量子計算技術
7.1 量子計算技術の現在
7.2 量子アニーリング装置
7.3 電荷量子ビット
7.4 磁束量子ビット
7.5 位相量子ビット
7.6 その他
8 高温超伝導体からのテラヘルツ放射
8.1 テラヘルツとは
8.2 テラヘルツ波の応用
・医療・薬品応用
・セキュリティ・非破壊検査
8.3 テラヘルツ光源
・パルス光源
・固体デバイスからの連続放射
8.4 ジョセフソンプラズマ振動
8.5 層状高温超伝導体におけるジョセフソンプラズマ
8.6 ジョセフソンプラズマ放射の実証
8.7 発振器としての代表特性
8.8 空洞共振効果と同期発振
8.9 円偏光テラヘルツ波の放射
8.10 まとめ
9 超伝導現象の応用
9.1 超伝導磁石(MRI、加速器、超電導リニアなど)
9.2 SQUIDを用いた非破壊検査
9.3 超高感度検出器
9.4 フィルター
9.5 将来展望
■講演中のキーワード
超伝導
ジョセフソン接合
酸化物
テラヘルツ
量子計算
セミナー講師
掛谷 一弘 先生 京都大学 工学研究科 准教授
セミナー受講料
1名41,800円(税込(消費税10%)、資料付)
*1社2名以上同時申込の場合、1名につき30,800円
*学校法人割引;学生、教員のご参加は受講料50%割引。
受講について
※本講座は、お手許のPCやタブレット等で受講できるオンラインセミナーです。
配布資料・講師への質問等について
- 配布資料は、印刷物を郵送もしくはメール送付のどちらかを検討中です。
お申込については4営業日前までのお申込みを推奨します。
それ以降でもお申込みはお受けしておりますが(開催1営業日前の12:00まで)、
テキストが郵送となった場合、資料の到着がセミナー後になる可能性がございます。 - 当日、可能な範囲で質疑応答も対応致します。
(全ての質問にお答えできない可能性もございますので、予めご容赦ください。) - 本講座で使用する資料や配信動画は著作物であり、
無断での録音・録画・複写・転載・配布・上映・販売等を禁止致します。
下記ご確認の上、お申込み下さい
- PCもしくはタブレット・スマートフォンとネットワーク環境をご準備下さい。
- ご受講にあたり、環境の確認をお願いしております(20Mbbs以上の回線をご用意下さい)。
各ご利用ツール別の動作確認の上、お申し込み下さい。 - 開催が近くなりましたら、当日の流れ及び視聴用のURL等をメールにてご連絡致します。
Zoomを使用したオンラインセミナーとなります
- ご受講にあたり、環境の確認をお願いしております。
お手数ですが下記公式サイトからZoomが問題なく使えるかどうか、ご確認下さい。
→ 確認はこちら
※Skype/Teams/LINEなど別のミーティングアプリが起動していると、Zoomでカメラ・マイクが使えない事があります。お手数ですがこれらのツールはいったん閉じてお試し下さい。 - Zoomアプリのインストール、Zoomへのサインアップをせずブラウザからの参加も可能です。
※一部のブラウザは音声(音声参加ができない)が聞こえない場合があります。
必ずテストサイトからチェック下さい。
対応ブラウザーについて(公式) ;
「コンピューターのオーディオに参加」に対応してないものは音声が聞こえません。
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