論文の概要: Spin readout of a CMOS quantum dot by gate reflectometry and spin-dependent tunnelling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2005.07764v3
• Date: Fri, 12 Jun 2020 18:55:58 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-20 03:05:49.578254
• Title: Spin readout of a CMOS quantum dot by gate reflectometry and spin-dependent tunnelling
• Title（参考訳）: ゲート反射法とスピン依存トンネル法によるCMOS量子ドットのスピン読み出し
• Authors: V. N. Ciriano-Tejel, M. A. Fogarty, S. Schaal, L. Hutin, B. Bertrand, Lisa Ibberson, M. F. Gonzalez-Zalba, J. Li, Y. -M. Niquet, M. Vinet and J. J. L. Morton
• Abstract要約: 本稿では,300mmウエハスケールのCMOSプロセスを用いて作製したゲート定義量子ドット中の電子スピンの測定を行った。 我々はこの手法を用いて2つのデバイスでスピン・リードアウトを実証し、励起状態分光法を用いて0.5-0.7 meVの範囲の谷分割を得る。 これらの長い寿命は、シリコンナノワイヤの幾何学と製造プロセスが、量子ビットデバイスに非常に有望であることを示している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Silicon spin qubits are promising candidates for realising large scale quantum processors, benefitting from a magnetically quiet host material and the prospects of leveraging the mature silicon device fabrication industry. We report the measurement of an electron spin in a singly-occupied gate-defined quantum dot, fabricated using CMOS compatible processes at the 300 mm wafer scale. For readout, we employ spin-dependent tunneling combined with a low-footprint single-lead quantum dot charge sensor, measured using radiofrequency gate reflectometry. We demonstrate spin readout in two devices using this technique, obtaining valley splittings in the range 0.5-0.7 meV using excited state spectroscopy, and measure a maximum electron spin relaxation time ($T_1$) of $9 \pm 3$ s at 1 Tesla. These long lifetimes indicate the silicon nanowire geometry and fabrication processes employed here show a great deal of promise for qubit devices, while the spin-readout method demonstrated here is well-suited to a variety of scalable architectures.
• Abstract（参考訳）: シリコンスピンキュービットは、磁気的に静かなホスト材料と成熟したシリコンデバイス製造産業を活用する可能性から恩恵を受け、大規模量子プロセッサの実現に期待されている。 我々は,300mmウエハスケールでCMOS互換プロセスを用いて作製したゲート定義量子ドット中の電子スピンの測定を行った。 読み出しには, スピン依存トンネルと, 高周波ゲート反射率計を用いて測定した低フットプリント単鉛量子ドット電荷センサを用いた。 この手法を用いて2つのデバイスでスピン読み取りを行い、励起状態分光法を用いて0.5-0.7 meVの範囲での谷分割を求め、最大電子スピン緩和時間(T_1$)を1 Teslaで9 \pm 3$ sで測定した。 これらの長い寿命は、ここで使われるシリコンナノワイヤの形状と製造プロセスがqubitデバイスに大いに期待されていることを示しているが、ここで実証されたスピン読み出し法は、様々なスケーラブルなアーキテクチャに適している。

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