論文の概要: Qubits made by advanced semiconductor manufacturing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.12650v1
- Date: Fri, 29 Jan 2021 15:41:39 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-13 08:51:30.181373
- Title: Qubits made by advanced semiconductor manufacturing
- Title（参考訳）: 先進半導体製造による量子ビット
- Authors: A.M.J. Zwerver, T. Kr\"ahenmann, T.F. Watson, L. Lampert, H.C. George,
R. Pillarisetty, S.A. Bojarski, P. Amin, S.V. Amitonov, J.M. Boter, R.
Caudillo, D. Corras-Serrano, J.P. Dehollain, G. Droulers, E.M. Henry, R.
Kotlyar, M. Lodari, F. Luthi, D.J. Michalak, B.K. Mueller, S. Neyens, J.
Roberts, N. Samkharadze, G. Zheng, O.K. Zietz, G. Scappucci, M. Veldhorst,
L.M.K. Vandersypen, J.S. Clarke
- Abstract要約: フルスケールの量子コンピュータは数百万ビットの量子ビットを統合する必要がある。
この要件を満たすために工業用半導体製造を活用するという約束は、シリコン量子ドットにおける量子コンピューティングの追求を加速させた。
本稿では、全光学リソグラフィーと全産業加工を用いた300mm半導体製造施設で作製された量子ドットを実証する。
- 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: Full-scale quantum computers require the integration of millions of quantum
bits. The promise of leveraging industrial semiconductor manufacturing to meet
this requirement has fueled the pursuit of quantum computing in silicon quantum
dots. However, to date, their fabrication has relied on electron-beam
lithography and, with few exceptions, on academic style lift-off processes.
Although these fabrication techniques offer process flexibility, they suffer
from low yield and poor uniformity. An important question is whether the
processing conditions developed in the manufacturing fab environment to enable
high yield, throughput, and uniformity of transistors are suitable for quantum
dot arrays and do not compromise the delicate qubit properties. Here, we
demonstrate quantum dots hosted at a 28Si/28SiO2 interface, fabricated in a 300
mm semiconductor manufacturing facility using all-optical lithography and fully
industrial processing. As a result, we achieve nanoscale gate patterns with
remarkable homogeneity. The quantum dots are well-behaved in the multi-electron
regime, with excellent tunnel barrier control, a crucial feature for
fault-tolerant two-qubit gates. Single-spin qubit operation using magnetic
resonance reveals relaxation times of over 1 s at 1 Tesla and coherence times
of over 3 ms, matching the quality of silicon spin qubits reported to date. The
feasibility of high-quality qubits made with fully-industrial techniques
strongly enhances the prospects of a large-scale quantum computer
- Abstract（参考訳）: 本格的な量子コンピュータは数百万の量子ビットを統合する必要がある。
この要件を満たすために工業用半導体製造を活用するという約束は、シリコン量子ドットにおける量子コンピューティングの追求を加速させた。
しかし、これまでは電子ビームリソグラフィと、学術的なスタイルのリフトオフプロセスに依存してきた。
これらの製造技術はプロセスの柔軟性を提供するが、収量が少なく均一性が低い。
重要な問題は、トランジスタの高収率、スループット、均一性を実現するために製造ファブ環境で開発された処理条件が量子ドットアレイに適しているか、微妙な量子ビット特性を損なわないかである。
ここでは、全光学リソグラフィーと全工業加工を用いた300mm半導体製造施設で製造された28Si/28SiO2界面で量子ドットを実演する。
その結果,ナノスケールゲートパターンを顕著な均一性で実現した。
量子ドットは、トンネルバリア制御が優れており、フォールトトレラントな2量子ビットゲートにとって重要な特徴である。
磁気共鳴を用いたシングルスピン量子ビットの操作は、1テスラで1s以上の緩和時間と3ms以上のコヒーレンス時間を示し、これまで報告されたシリコンスピン量子ビットの品質と一致している。
完全産業技術を用いた高品質量子ビットの実現は大規模量子コンピュータの展望を強力に高める
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