【自作量子コンピュータ NMRQCP】最も複雑なアンプ回路が完成！
こんにちは！自作の地球磁場NMR（EFNMR）方式で量子コンピューターの開発に挑戦している高専生です。
今回は、コイルが捉えた極めて微小な「FID信号」をPCで解析できるレベルまで増幅するための「アナログ受信回路」の完成と、その通電テストの様子をお届けします。
試行錯誤の末に完成！アナログ受信回路
まずは回路の構築です。心臓部には、以前苦労してDIP化（ゲタ履かせ）をしておいた超低歪低雑音オペアンプ「AD797BRZ」を使用し、ブレッドボード（EIC-102BJ）の上に増幅回路を組み上げました。
この回路は非常に繊細で複雑なため、試行錯誤しながらブレッドボード上に組んでいくのは本当に大変でした。
特に気を使ったのがノイズ対策です。微小な信号を歪みなく増幅するため、カップリングやノイズ対策として「1μF 100V メタライズドポリエステルフィルムコンデンサー」などのフィルムコンデンサをしっかりと組み込んで設計しています。
オシロスコープに現れた「完璧な波形」
回路が完成したところで、いよいよ電源を入れて出力を携帯型オシロスコープで測定してみます。
さらに重要なのがその周波数です。画面左下の表示は約2.04kHz（Freq: 2.04KHz）を示しています。この「約2kHz」という周波数は、まさに本プロジェクトでターゲットにしている「地球磁場におけるプロトン（水素原子核）のラーモア周波数」の帯域そのものです。
これで、目的の周波数帯の信号を回路が正しく処理・増幅できていることが見事に実証されました。
ついにシステム統合へ！次のステップ
長らく懸案だったこのアンプ回路のテストに成功したことで、ついにプロジェクトは最終段階へと進みます。
次回のステップでは、これまでに作ってきた「分極用MOSFET回路」と「1600回巻きセンサーコイル」を、今回のアンプ回路と物理的に統合します。
そして、増幅された信号を「96KHz / 24-bit Hi-Fi USB接続外付けサウンドカード」経由でPCに入力し、Pythonで作ったリアルタイムFFT解析システムへと繋ぎ込む予定です。ハードウェアとソフトウェアが完全に融合する瞬間が近づいてきました！
- 日々の実験メモやコード: GitHubリポジトリ（nmr-qc-project） に公開中
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