助教：橋本 一成

量子輸送制御の理論的研究

山梨大学　工学部　電気電子工学科担当

助教　橋本 一成　　電子メール：hashimotok@yamanashi.ac.jp

ホームページ：http://openqsys.yamanashi.ac.jp/

　この文章を読んでいる皆さんはコンピュータやスマートフォンを使っていることと思います。現代社会では大部分の情報がエレクトロニクスを利用した電子情報機器の上で作成・活用されており，そのような機器なしに我々の社会は成り立たちません。その一方で，電子情報機器が全世界のエネルギー消費に占める割合は増加の一途を辿っており，社会発展の持続可能性に大きな影を落としています。その対策として，電子１個ないし数個で動作する単電子素子が研究されており，電子の集団運動である電流を利用する従来の電子素子に比べて飛躍的な省電力化・小型化が期待されています。
　電子一つ一つの運動が問題になる極微の世界では，電子の運動はニュートン力学に代表される古典物理学では記述できず，量子力学の力を借りる必要があります。さらに，実際に素子が動作する状況では，電子は外部から熱などによる擾乱を受けるため，その影響を取り扱うために統計力学と呼ばれる理論を用いる必要があります。私たちの研究室では，このような現代物理学の手法を駆使することで，電子の振る舞いを制御する手法を理論的に研究し，次世代のエレクトロニクスに寄与する量子技術の確立を目指しています。
　現在取り組んでいる主だったテーマとして，単一の電子が持つ磁気的性質である「スピン」を利用して磁気極性を持った電子流を生成・制御し多機能な電子素子の創出を目指す「スピントロニクス」や，量子コンピュータで用いられる量子演算素子が消費するエネルギーについての検討を行っています。これらの研究は，既存の電子素子の更なる小型化・省電力化に寄与するのみならず，近年話題の量子コンピュータに代表される次世代の量子技術の基盤になるものと考えています。