量子ビットを量子コンピュータとして動作させるためには、単一量子ビットの性能の追求だけでなく、上述した３つの要件を満たした、多数の量子ビットを含むデバイスを構成することが不可欠である。デバイスに含まれるそれぞれの量子ビットに対し、制御ＮＯＴゲート操作などのゲート操作を繰り返し行うことにより、量子計算を実行する。原則的に、扱える量子ビットの数が多いほど、複雑な量子計算が実行可能になる。多数の量子ビットを集積するため、現在までに２次元または３次元に量子ビットを集積した構造の量子ビットアレイの構造が、数多く提案されている。例えば、特許文献１においては、２次元方向に拡張可能なシリコン量子ドット型２次元量子ビットアレイの構造が提案されている。この２次元量子ドットアレイは２層のゲート構造によって構成されており、現在確立されている半導体製造技術によって作製可能である。しかし、２層のゲート構造を正しく形成するためには、エッチングや合わせの条件が要求されるため、高度な製造技術および高価な半導体製造装置が必要である。

本発明にかかる量子情報処理装置は、量子ビットが移動可能な量子情報処理装置であって、前記量子情報処理装置のゲート電極に逐次的に入力される量子ビットに対して所定のゲート操作を行う第１のチャネルと、前記所定のゲート操作がなされる前記量子ビットを一時的に保持する第２のチャネルと、を有することを特徴とする量子情報処理装置として構成される。