論文の概要: Dispersive measurement of a semiconductor double quantum dot via 3D
integration of a high-impedance TiN resonator
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2011.08759v1
- Date: Tue, 17 Nov 2020 16:39:11 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-23 21:21:56.823236
- Title: Dispersive measurement of a semiconductor double quantum dot via 3D
integration of a high-impedance TiN resonator
- Title（参考訳）: 高周波TiN共振器の3次元積分による半導体二重量子ドットの分散測定
- Authors: Nathan Holman, D. Rosenberg, D. Yost, J.L. Yoder, R. Das, William D.
Oliver, R. McDermott, M.A. Eriksson
- Abstract要約: 量子ドットスピン量子ビットのスケーリングにおける大きな課題の1つは、密度の高い配線要件である。
本稿では、高インピーダンス超伝導共振器を用いて量子ビットを分散させることにより、この問題を解決する方法について述べる。
この研究は、空洞を介する相互作用を持つ2次元量子ドット量子ビットアレイの道を開いた。
- 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: Spins in semiconductor quantum dots are a candidate for cryogenic quantum
processors due to their exceptionally long coherence times. One major challenge
to scaling quantum dot spin qubits is the dense wiring requirements, making it
difficult to envision fabricating large arrays of nearest-neighbor-coupled
qubits necessary for error correction. We describe a method to solve this
problem by spacing the qubits out using high-impedance superconducting
resonators with a 2D grid unit cell area of $0.16~\text{mm}^2$ using 3D
integration. To prove the viability of this approach, we demonstrate 3D
integration of a high-impedance TiN resonator coupled to a double quantum dot
in a Si/SiGe heterostructure. Using the resonator as a dispersive gate sensor,
we tune the device down to the single electron regime with an SNR = 5.36
limited by the resonator-dot capacitance. Characterization of the dot and
resonator systems shows such integration can be done while maintaining low
charge noise metrics for the quantum dots and with improved loaded quality
factors for the superconducting resonator ($Q_L = 2.14 \times 10^4$), allowing
for high-sensitivity charge detection and the potential for high fidelity
2-qubit gates. This work paves the way for 2D quantum dot qubit arrays with
cavity mediated interactions.
- Abstract（参考訳）: 半導体量子ドットのスピンは、非常に長いコヒーレンス時間のため、低温量子プロセッサの候補である。
量子ドットスピン量子ビットのスケーリングにおける大きな課題の1つは、高密度な配線要件である。
本稿では,2次元グリッド単位セル面積が0.16〜\text{mm}^2$の高インピーダンス超伝導共振器を用いて,量子ビットを分散させてこの問題を解決する方法について述べる。
このアプローチの実現可能性を証明するため,Si/SiGeヘテロ構造の二重量子ドットに結合した高インピーダンスTiN共振器の3次元積分を実証した。
共振器を分散ゲートセンサとして使用し、共振器-ドット容量に制限されたSNR = 5.36の単一電子状態に調整する。
ドットと共振器の特性は、量子ドットの低電荷ノイズ測定値を維持しつつ、超伝導共振器(Q_L = 2.14 \times 10^4$)の負荷品質を向上し、高感度の電荷検出と高忠実度2ビットゲートの可能性を示す。
この研究は、空洞を介する相互作用を持つ2次元量子ドット量子ビットアレイの道を開いた。
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