(57)【要約】【課題】被測定試料と電磁相互作用する超伝導素子を常伝導状態にスイッチさせないで試料の状態を高速に読み出す。【解決手段】非線形共振回路２０にマイクロ波パルスを入力して励振し、非線形共振回路２０における双安定状態を非線形共振回路２０に含まれるＳＱＵＩＤ２４と電磁相互作用する磁束量子ビット素子２２の物理状態の変化に対応させ、このマイクロ波パルスに対する非線形共振回路２０の応答信号を検波器３０にて検波してその応答信号の位相および振幅の少なくとも一つを検出することにより、磁束量子ビット素子２２の状態を測定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定試料の状態を測定する測定装置であって、
ジョセフソン結合または超伝導弱結合を含み、前記被測定試料と電磁相互作用する超伝導素子を有する非線形共振回路と、
この非線形共振回路にマイクロ波信号を入力して励振し、前記非線形共振回路における複数の異なる安定状態を前記被測定試料の物理状態の変化に対応させる外部駆動回路と、
前記マイクロ波信号に対する前記非線形共振回路の応答信号を検波してその応答信号の位相および振幅の少なくとも一つを検出する検波器と
を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項２】
被測定試料の状態を測定する測定装置であって、
ジョセフソン結合または超伝導弱結合を含み、前記被測定試料とインダクタンスを介して磁気的に相互作用する超伝導素子を有する非線形共振回路と、
この非線形共振回路にマイクロ波信号を入力して励振し、前記非線形共振回路における複数の異なる安定状態を前記被測定試料の物理状態の変化に対応させる外部駆動回路と、
前記マイクロ波信号に対する前記非線形共振回路の応答信号を検波してその応答信号の位相および振幅の少なくとも一つを検出する検波器と
を備えることを特徴とする測定装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載された測定装置において、
前記超伝導素子は、超伝導量子干渉素子であることを特徴とする測定装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一つに記載された測定装置において、
前記検波器は、前記マイクロ波信号に対する前記非線形共振回路からの透過マイクロ波信号または反射マイクロ波信号を検波することを特徴とする測定装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一つに記載された測定装置において、
前記複数の異なる安定状態は、複数の異なるマイクロ波コヒーレント状態であることを特徴とする測定装置。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか一つに記載された測定装置において、
前記複数の異なる安定状態は、複数の異なる非古典的マイクロ波コヒーレント状態であることを特徴とする測定装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一つに記載された測定装置において、
前記非線形共振回路は、外部端子と前記超伝導素子との間にキャパシタを有することを特徴とする測定装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一つに記載された測定装置において、
前記非線形共振回路は、伝送線路共振器であることを特徴とする測定装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一つに記載された測定装置において、
前記検波器は、直交位相検波器であることを特徴とする測定装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一つに記載された測定装置において、
前記被測定試料は超伝導磁束量子ビット素子であることを特徴とする測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定装置、特に、被測定試料の状態を測定する測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
量子コンピュータは、現在のコンピュータとは比較にならないほどの計算能力を実現する可能性が指摘されている。これは、現在のコンピュータでは１ビットについて０と１の値しか取り得ないのに対し、量子コンピュータに用いられる量子ビットでは０や１の値だけではなく量子力学の重ね合わせの原理に基づいて任意の割合で保持できるという量子ビットの持つ基本的な性質に由来する。
【０００３】
このような性質を持つ量子ビットとして、原子や光子などの自然界に存在するもののほか、超伝導素子や半導体素子などの人工的に作成された素子によっても実現できる。特に、超伝導素子は、量子ビットにおける量子重ね合わせ状態が壊れるまでの時間（すなわち、デコヒーレンスタイム）が比較的長い点で実現の可能性が高いと考えられている。たとえば、超伝導素子の一つである超伝導磁束量子ビットは、その量子状態によって超伝導ループを流れる電流の向きが変化する性質を持つ。
【０００４】
従来、このような超伝導磁束量子ビットの量子状態を読み出すために、超伝導量子ビットと磁気的に結合する超伝導量子干渉素子（ＳＱＵＩＤ）が用いられている。
たとえば、非特許文献１には、量子ビットを流れる超伝導電流が作り出す微小磁場をＳＱＵＩＤを用いて検出し、ＳＱＵＩＤが超伝導状態から常伝導状態に相転移するときに発生する電圧を測定することによって超伝導磁束量子ビットの状態を読み出す方法が開示されている。
【０００５】
また、ジョセフソン結合を含む共振回路をマイクロ波で駆動するとジョセフソン結合に由来する非線形性に基づいて二つの安定状態を生じる「ジョセフソン分岐増幅現象」を超伝導伝送線路共振器に応用することにより、荷電量子ビットの状態を読み出す方法も提案されている(たとえば、非特許文献２参照)。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Caspar H. van der Wal, A. C. J. ter Haar,  F. K. Wilhelm,R. N. Schouten,  C. J. P. M. Harmans,  T. P. Orlando,  Seth Lloyd,  J. E. Mooij, “Quantum Superposition of Macroscopic Persistent-Current States”, Science 290, p.773-777, (2000).
【非特許文献２】I. Siddiqi, R. Vijay, F. Pierre, C. M. Wilson, M. Metcalfe, C. Rigetti, L. Frunzio, M. Devoret : “RF-driven Josephson bifurcation amplifier for quantum measurement”. Phys. Rev. Lett. 93, 207002 (2004).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、非特許文献１に記載された方法では、読み出しの際にＳＱＵＩＤを電圧状態にスイッチさせてしまうため、準粒子が発生して被測定量子ビットの測定後の状態を著しく乱すか破壊してしまい、さらに、準粒子が再結合するまで（すなわち、緩和時間程度の時間に亘り）次の測定ができない。このため、量子ビットの量子コヒーレンス時間内に複数回状態測定が可能なほど高速な読み出しができないという問題が生じる。量子エラー訂正などの、測定した状態に応じて状態を制御する種類の量子アルゴリズムを実現するためには、被測定量子ビットの状態を破壊せず量子コヒーレンス時間内での高速な読み出し方法が必要であり、非特許文献１に記載されたようなスイッチング測定で実現することは困難である。
【０００８】
また、非特許文献２に記載された方法では、荷電量子ビットに関するものは報告されているものの、量子コヒーレンスの面で有利と考えられる磁束量子ビットに関する報告は無い。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、被測定試料と電磁相互作用する超伝導素子を常伝導状態にスイッチさせないで試料の状態を高速に読み出すことのできる測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明にかかる測定装置は、被測定試料の状態を測定する測定装置であって、ジョセフソン結合または超伝導弱結合を含み、前記被測定試料と電磁相互作用する超伝導素子を有する非線形共振回路と、この非線形共振回路にマイクロ波信号を出力して励振し、前記非線形共振回路の複数の異なる安定状態を前記被測定試料の物理状態の変化に対応させる外部駆動回路と、前記マイクロ波信号に対する前記非線形共振回路の応答信号を検波してその応答信号の位相および振幅の少なくとも一つを検出する検波器とを備えている。
【００１１】
このような本発明にかかる測定装置において、前記非線形共振回路は、前記被測定試料とインダクタンスを介して磁気的に相互作用する超伝導素子を有するものとしてもよい。
【００１２】
また、本発明にかかる測定装置において、前記超伝導素子は、超伝導量子干渉素子としてもよい。
【００１３】
さらに、本発明にかかる測定装置において、前記検波器は、前記マイクロ波信号に対する前記非線形共振回路からの透過マイクロ波信号または反射マイクロ波信号を検波するものとしてもよい。
【００１４】
また、本発明にかかる測定装置において、前記複数の異なる安定状態は、複数の異なるマイクロ波コヒーレント状態であるものとしてもよい。
【００１５】
さらに、本発明にかかる測定装置において、前記複数の異なる安定状態は、複数の異なる非古典的マイクロ波コヒーレント状態であるものとしてもよい。
【００１６】
また、本発明にかかる測定装置において、前記非線形共振回路は、外部端子と前記超伝導素子との間にキャパシタを有するものとしてもよい。
【００１７】
さらに、本発明にかかる測定装置において、前記非線形共振回路は、伝送線路共振器としてもよい。また、前記検波器は、直交位相検波器としてもよい。加えて、前記被測定試料は超伝導磁束量子ビット素子としてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明にかかる測定装置によれば、非線形共振回路にマイクロ波信号を出力して励振し、非線形共振回路における複数の異なる安定状態を非線形共振回路に含まれる超伝導素子と電磁相互作用する被測定試料の物理状態の変化に対応させ、このマイクロ波信号に対する非線形共振回路の応答信号を検波器にて検波してその応答信号の位相および振幅の少なくとも一つを検出することにより、被測定試料の状態を測定することができる。
このように、マイクロ波信号に対する非線形共振回路の応答信号の位相および振幅の少なくとも一つを検波器にて検出することにより、超伝導素子を超伝導状態から常伝導状態へとスイッチさせることなく被測定試料の状態を測定することができる。したがって、超伝導素子が超伝導状態から常伝導状態にスイッチする際に発生する不具合、たとえば、超伝導素子に生じた電圧が試料の状態を著しく乱してしまい、超伝導素子が再び超伝導状態に戻るまで試料の状態の測定ができなくなることなどを抑制できる。この結果、超伝導素子を常伝導状態にスイッチさせないで試料の状態を高速に読み出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる測定装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、本発明の第１の実施の形態におけるマイクロ波パルス送信機の構成例を示すブロック図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態における非線形共振器の構成例を示す模式図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態における直交位相検波器の構成例を示すブロック図である。
【図５】図５は、本発明にかかる第１の実施の形態にかかる測定装置により測定された磁束量子ビットの状態を示す図である。
【図６】図６は、本発明の第２の実施の形態にかかる測定装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態にかかる磁束量子ビット２２の状態を測定する測定装置１００は、磁束量子ビット素子２２を含む非線形回路２０に対してマイクロ波パルスをマイクロ波パルス送信機１０から送信し、この非線形回路２０を透過したマイクロ波パルスを直交位相検波器３０にて検波することにより、磁束量子ビット素子２２の状態を読み出すものである。
【００２１】
［測定装置１００の構成］
本実施の形態にかかる測定装置１００の構成を説明する。
実施の形態にかかる測定装置１００は、図１に示すように、外部駆動回路として作用するマイクロ波パルス送信機１０と、非線形共振回路２０と、直交位相検波器３０とにより構成されている。
【００２２】
マイクロ波パルス送信機１０は、図２に示すように、マイクロ波生成器１２と任意波形生成器１４とにより構成されている。マイクロ波発生器１２で生成されたマイクロ波は、任意波形発生器１４により作られたパルスによって切り取られ、パルス波やパルス波列などに変えられ、適切な電力で非線形共振回路２０に出力する。また、マイクロ波生成器１２により生成されたマイクロ波の一部は、参照信号として、直交位相検波器３０に直接出力される。
【００２３】
非線形共振回路２０は、図３に示すように、伝送線路２６（コプレナー線路）と、この伝送線路２６の途中に設けられ、被測定試料となる磁束量子ビット素子２２と磁気的に結合する超伝導量子干渉素子（ＳＱＵＩＤ）２４と、伝送線路２６の両端、すなわち、伝送線路２６と外部端子との間に設けられたキャパシタ２８ａ、２８ｂとから構成されている。
このような非線形共振回路２０は、たとえば、シリコン基板上に、アルミニウムなどの超伝導体を蒸着することにより作製されている。ここで、伝送線路２６の接地パターンとしては、磁束の移動を抑えるためにメッシュ構造を取り入れている。また、磁束量子ビット素子２２周辺の超伝導体を排除することによって、超伝導体にトラップされた磁束の揺らぎが測定結果に影響を及ぼすことを抑制している。
磁束量子ビット素子２２は、たとえば１０μｍ四方のサイズで、アルミニウムの超伝導ループとして構成されており、この超伝導ループ上に３つのジョセフソン接合を含んでいる。
ＳＱＵＩＤ２４は、例えば１２μｍ四方のサイズで、シリコン基板上であって磁束量子ビット素子２２の外側を囲むように形成されたアルミニウムなどの超伝導ループから構成されており、この超伝導ループ上に２つのジョセフソン接合を含んでいる。
なお、非線形共振回路２０に含まれる磁束量子ビット素子２２やＳＱＵＩＤ２４は、図示しない希釈冷凍機によって極低温（たとえば、５０〜１００ｍＫなど）の状態に保たれる。
この非線形共振回路２０を透過した透過マイクロ波信号（以下、「測定信号」という。）の位相および振幅には非線形共振回路２０に含まれる磁束量子ビット素子２２の状態が反映される。したがって、直交位相検波器３０を用いて測定信号の位相および振幅を参照信号の位相および振幅と比較することによって、磁束量子ビット素子２２の状態を読み出すことができる。
【００２４】
直交位相検波器３０は、図４に示すように、非線形共振回路２０を透過した測定信号と移相器３８により位相が適切に変えられた参照信号とを混合して、位相が参照信号と同調する成分（同位相成分）と、位相が参照信号と直交する成分（直交成分）とに分離するミキサ３２と、これら同位相成分と直交成分のＳ／Ｎを改善するローパスフィルタ３４ａ、３４ｂと、ローパスフィルタ３４ａ、３４ｂを透過して雑音成分が除去された同位相成分と直交成分とをそれぞれ増幅する増幅器３６ａ、３６ｂとから構成されている。
このように、測定信号の同位相成分および直交成分の二つ位相成分を取り出すことによって、測定信号の振幅および位相の双方を利用できる。したがって、振幅と位相とのいずれか一つのみを利用する場合に比べて高い精度にて磁束量子ビット素子２２の状態を読み出すことができる。
また、このように、測定信号の振幅および位相を調べることにより高い精度にて磁束量子ビット素子２２の状態を読み出すことができるので、ことさら読み出し用のＳＱＵＩＤを超伝導状態から常伝導状態に相転移させてＳＱＵＩＤに生じる電圧を測定する必要がない。つまり、ＳＱＵＩＤ２４を超伝導状態に維持した状態でも磁束量子ビット素子２２の状態を読み出すことができるため、ＳＱＵＩＤ２４の相転移に基づいて生じる不具合を抑制できる。
【００２５】
［測定原理］
次に、本実施の形態にかかる測定装置１００により磁束量子ビット素子２２の状態を測定する原理を説明する。
非線形共振回路２０は、共振周波数より若干小さい周波数のマイクロ波パルスがマイクロ波パルス送信機１０から入力された場合、入力されたマイクロ波パルスの強度が大きくなるにつれて、非線形共振回路２０を構成するＳＱＵＩＤ２４に含まれるジョセフソン結合の非線形性により駆動状態が非線形的に変化することがある。つまり、非線形共振回路２０は、マイクロ波パルス送信機１０により適切な周波数のマイクロパルス波が入力されたときには、マイクロ波パルスの強度に応じて二つの異なる安定状態（双安定状態）を取り得る。
【００２６】
磁束量子ビット素子２２には、超伝導ループに右回りで超伝導電流が流れる状態「｜Ｒ＞」と、左回りで超伝導電流が流れる状態「｜Ｌ＞」との二つの状態が存在する。特に、超伝導ループを貫く磁束が磁束量子の半整数倍（たとえば、１／２や３／２、５／２など。）のときには、｜Ｒ＞の状態をとる確率と｜Ｌ＞の状態をとる確率とが等しくなり、磁束量子ビット素子２２は量子ビットとして振る舞う。磁束量子ビット素子２２の状態が｜Ｒ＞と｜Ｌ＞との間でスイッチしたとき、つまり、磁束量子ビット素子２２の超伝導ループを流れる超伝導電流の向きが変化したときには、磁束量子ビット素子２２を貫く磁束が変化すると同時にＳＱＵＩＤ２４の中を貫く磁束も変化する。ＳＱＵＩＤ２４を貫く磁束が変化すると、ＳＱＵＩＤ２４のインダクタンスが若干（たとえば、０．１％など。）変化する。このインダクタンスの変化を引き金として非線形共振回路２０の状態が上述した双安定状態の一方からもう一方へとスイッチし、ＳＱＵＩＤ２４を流れるマイクロ波パルスの強度や位相が変化するよう、マイクロ波パルス送信機１０から送信されるマイクロ波パルスの強度を調整しておく。このような構成により、磁束量子ビット素子２２の｜Ｒ＞と｜Ｌ＞との間の量子状態の変化を、非線形共振回路２０のマクロな状態の変化として測定することができる。つまり、測定信号の位相や振幅の変化を直交位相検波器３０にて検出することにより、非線形共振回路２０の状態、すなわち、磁束量子ビット素子２２の状態を読み出せる。
【００２７】
なお、磁束量子ビット素子２２の状態の変化の前後で磁束量子ビット素子２２と磁気的に結合するＳＱＵＩＤ２４が超伝導状態から常伝導状態に相転移した場合には、ＳＱＵＩＤ２４が再び超伝導状態に戻るまで磁束量子ビット素子２２の状態を測定できず、磁束量子ビット素子２２の状態の高速に読み出すうえでの妨げとなる。このため、マイクロ波パルス送信機１０から送信されるマイクロ波パルスの電力を、ＳＱＵＩＤ２４が超伝導状態を維持できる範囲内に制限しておく。また、本実施の形態における非線形共振回路２０では、両端に配置されたキャパシタ２８ａ、２８ｂがＳＱＵＩＤ２４に流れる最大電流を制限しており、ＳＱＵＩＤ２４を超伝導状態に維持するのに役立っている。
【００２８】
また、非線形共振回路２０の非線形効果を発現させるためには、非線形共振回路２０のＱ値を適切な値に制御する必要がある。Ｑ値が比較的低いときには双安定状態が発生しなくなり、逆にＱ値が比較的に高いときには非線形共振回路２０の安定状態が変化する際の動作に時間がかかってしまうためである。
本実施の形態にかかる測定装置１００によれば、非線形共振回路２０のＱ値を決定するうえで非線形共振回路２０の両端に配置されたキャパシタ２８ａ、２８ｂが支配的な役割を果たす。つまり、両端に配置されたキャパシタ２８ａ、２８ｂの電極面積や電極間距離を調整することにより非線形共振回路２０のＱ値を所望の値に調整できるという利点がある。また、キャパシタ２８ａ、２８ｂは非線形共振回路２０の両端にそれぞれ独立に配置されているため、非線形共振回路２０を透過するマイクロ波パルスの強度を調整できるという利点もある。さらに、本実施の形態では、非線形共振器として共振周波数が主に線路長によって決定される伝送線路共振器を採用しているため、集中定数型のＬＣ共振器などに比べて共振周波数を制御しやすいという利点もある。
【００２９】
［測定結果］
続いて、このように構成された本実施の形態にかかる発明の測定装置１００による磁束量子ビット素子２２の状態の測定結果を説明する。
具体的には、磁束量子ビット素子２２を５０ｍＫ程度まで冷却し、図示しない制御ラインから磁束量子ビット素子２２に対して一定時間にわたってマイクロ波（マイクロ波パルス）を照射して磁束量子ビット素子２２の状態を制御した後に、磁束量子ビット素子２２の状態を測定した。
このようにして測定した磁束量子ビットの状態の存在確率と、磁束量子ビット素子２２にむかって照射したマイクロ波パルスのパルス長との関係を図５に示す。これは、非線形共振回路２０の共振周波数が７ＧＨｚ付近であるときの実験結果である。ここで、縦軸の小さい部分が磁束量子ビット素子２２の｜Ｒ＞状態に対応し、大きい部分が磁束量子ビット素子２２の｜Ｌ＞状態に対応している。このように、磁束量子ビット素子２２のコヒーレントな振動（すなわち、ラビ振動）を精度よく読み出し、磁束量子ビット素子２２の状態の存在確率がマイクロ波のパルス長に依存する様子を確認できた。
従来のようなＳＱＵＩＤ２４を超伝導状態から常伝導状態へとスイッチさせてＳＱＵＩＤ２４に生じる電圧を測定する方法では４０％程度の可視性しか実現できなかったのに対し、本実施の形態にかかる測定装置１００によれば９０％を超える高い可視性で磁束量子ビット素子２２の状態の読み出しを実現することに成功している。
【００３０】
［本実施の形態にかかる測定装置により得られる効果］
以上説明した本実施の形態にかかる測定装置１００によれば、非線形共振回路２０にマイクロ波パルスを出力して励振し、非線形共振回路２０における双安定状態を非線形共振回路２０に含まれるＳＱＵＩＤ２４と電磁相互作用する磁束量子ビット素子２２の物理状態の変化に対応させ、このマイクロ波パルスに対する非線形共振回路２０の応答信号を直交位相検波器３０にて検波してその応答信号の位相および振幅の少なくとも一つを検出することにより、磁束量子ビット素子２２の状態を測定することができる。
このように、マイクロ波パルスに対する非線形共振回路２０の応答信号の位相および振幅の少なくとも一つを直交位相検波器３０にて検出することにより、ＳＱＵＩＤ２４を超伝導状態から常伝導状態へとスイッチさせることなく磁束量子ビット素子２２の状態を測定することができる。したがって、ＳＱＵＩＤ２４が超伝導状態から常伝導状態にスイッチする際に発生する不具合、たとえば、ＳＱＵＩＤ２４に生じた電圧が磁束量子ビット素子２２の状態を著しく乱してしまい、ＳＱＵＩＤ２４が再び超伝導状態に戻るまで磁束量子ビット素子２２の状態の測定ができなくなることなどを抑制できる。この結果、ＳＱＵＩＤ２４を常伝導状態にスイッチさせないで磁束量子ビット素子２２の状態を高速に読み出すことができる。
【００３１】
［第２の実施の形態］
上述した第１の実施の形態にかかる測定装置１００では、マイクロ波パルス送信機１０から送信されたマイクロ波パルスのうち、非線形共振回路２０を透過したマイクロ波パルスを測定信号として用いたが、第２の実施の形態にかかる測定装置は、非線形共振回路２０により反射されたマイクロ波パルスを測定信号として用いるものである。この場合、図６に示すように、測定装置２００のように、マイクロ波パルス送信機１０と非線形共振回路２０との間に分離器４０を配置し、この分離器４０を介して非線形共振回路２０から反射された測定信号とマイクロ波パルス送信機１０からの参照信号とを直交位相検波器３０に入力する。
ここで、マイクロ波パルス送信機１０、非線形共振回路２０、直交位相検波器３０の基本的な構成は、非線形共振回路の一端が接地されている点を除き、第１の実施の形態にかかる測定装置１００の構成と共通するので、その詳細な説明は省略する。
【００３２】
なお、上述した実施の形態では、ＳＱＵＩＤ２４を用いて磁束量子ビット素子２２の状態を測定しているが、ジョセフソン結合や超伝導弱結合を含み、測定対象と電磁相互作用するものであれば、他のいかなる形態の超伝導素子を用いて磁束量子ビット素子２２の状態を測定してもかまわない。
【００３３】
また、上述した実施の形態では、磁束量子ビット素子２２の状態を測定するものとしたが、ＳＱＵＩＤ２４と電磁誘導的に相互作用するものであれば、たとえば荷電量子ビット素子の状態や磁性体などの試料の状態を測定するものとしてもかまわない。
【００３４】
さらに、上述した実施の形態では、非線形共振回路２０の両端にはキャパシタ２８ａ、２８ｂが設けられているが、キャパシタは片方の端だけに設けられているものとしてもよいし、いずれの端部にも設けられていないものとしてもよい。
【００３５】
また、上述した実施の形態では、線形共振回路２０はコプレナー型の伝送線路２６を含むものとしたが、他の形態の伝送線路を含むものとしてもかまわない。
【００３６】
さらに、上述した実施の形態では、直交位相検波器３０により非線形共振回路２０を透過したマイクロ波パルスを測定するものとしたが、直交位相検波器に限定されるものではなく、マイクロ波信号に対する非線形共振回路の応答信号を検波してその応答信号の位相および振幅の少なくとも一つを検出するものであればいかなる形態の検波器を用いてもかまわない。
【００３７】
また、上述した実施の形態では、非線形共振回路２０の安定状態の数は二つとして説明したが、複数であればよく、たとえば三つや四つなどとしてもかまわない。
【００３８】
さらに、上述した実施の形態では、非線形共振回路２０の安定状態は、マイクロ波パルスが送信された際に実現する双安定状態として説明したが、この双安定状態は古典的マイクロ波コヒーレント状態や非古典的マイクロ波コヒーレント状態であってもかまわない。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、試料の状態を測定する測定装置の製造産業などに利用可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１０…マイクロ波パルス送信機、１２…マイクロ波生成器、１４…任意波形発生器、２０…非線形共振回路、２２…磁束量子ビット素子、２４…ＳＱＵＩＤ（超伝導量子干渉素子）、２６…伝送線路、２８ａ、２８ｂ…キャパシタ、３０…直交位相検波器、３２…ミキサ、３４ａ、３４ｂ…ローパスフィルタ（ＬＰＦ）、３６ａ、３６ｂ…増幅器、３８…移相器、４０…分離器、１００、２００…測定装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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