論文の概要: Reflectometry of charge transitions in a silicon quadruple dot

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.04791v1
• Date: Tue, 8 Dec 2020 23:51:19 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-21 18:04:42.338073
• Title: Reflectometry of charge transitions in a silicon quadruple dot
• Title（参考訳）: シリコン四重極点における電荷遷移のリフレクションメトリー
• Authors: Heorhii Bohuslavskyi, Fabio Ansaloni, Anasua Chatterjee, Federico Fedele, Torbj{\o}rn Rasmussen, Bertram Brovang, Jing Li, Louis Hutin, Benjamin Venitucci, Benoit Bertrand, Maud Vinet, Yann-Michel Niquet, Ferdinand Kuemmeth
• Abstract要約: ゲート制御シリコン量子デバイスは現在、学術的な実証研究から工業的製造へと移行している。 我々は300mmのファクトリープロセスを用いて作製された2x2のシリコン量子ドットのゲートベース高周波反射率測定を行った。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 18.859051339992295
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Gate-controlled silicon quantum devices are currently moving from academic proof-of-principle studies to industrial fabrication, while increasing their complexity from single- or double-dot devices to larger arrays. We perform gate-based high-frequency reflectometry measurements on a 2x2 array of silicon quantum dots fabricated entirely using 300 mm foundry processes. Utilizing the capacitive couplings within the dot array, it is sufficient to connect only one gate electrode to one reflectometry resonator and still establish single-electron occupation in each of the four dots and detect single-electron movements with high bandwidth. A global top-gate electrode adjusts the overall tunneling times, while linear combinations of side-gate voltages yield detailed charge stability diagrams. We support our findings with $\mathbf{k}\cdot\mathbf{p}$ modeling and electrostatic simulations based on a constant interaction model, and experimentally demonstrate single-shot detection of interdot charge transitions with unity signal-to-noise ratios at bandwidths exceeding 30 kHz. Our techniques may find use in the scaling of few-dot spin-qubit devices to large-scale quantum processors.
• Abstract（参考訳）: ゲート制御されたシリコン量子デバイスは現在、学術的な実証研究から工業的製造へと移行し、シングルドットデバイスやダブルドットデバイスからより大きなアレイへと複雑さを増している。 300mm鋳造プロセスで作製したシリコン量子ドットの2x2配列上で,ゲート型高周波反射率測定を行う。 ドットアレイ内の容量結合を利用することで、1つのゲート電極のみを1つの反射率共振器に接続し、4つのドットそれぞれに単一電子占有を確立し、高い帯域幅で単一電子移動を検出するのに十分である。 グローバルトップゲート電極は全体のトンネル時間を調整し、サイドゲート電圧の線形結合は詳細な電荷安定性図を生成する。 一定の相互作用モデルに基づいて,$\mathbf{k}\cdot\mathbf{p}$モデリングと静電シミュレーションを行い,30khz以上の帯域で一元的な信号対雑音比を持つ単発電荷遷移の検出を実験的に実証した。 我々の技術は、スピン量子ビットデバイスの大規模量子プロセッサへのスケールアップに応用できるかもしれない。

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