論文の概要: Monolithic Integration of Quantum Resonant Tunneling Gate on a 22nm
FD-SOI CMOS Process
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.04586v2
- Date: Fri, 4 Feb 2022 18:30:46 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2023-03-05 02:56:06.621374
- Title: Monolithic Integration of Quantum Resonant Tunneling Gate on a 22nm
FD-SOI CMOS Process
- Title（参考訳）: 22nmFD-SOI CMOSプロセスにおける量子共鳴トンネルゲートのモノリシック集積
- Authors: Imran Bashir, Dirk Leipold, Elena Blokhina, Mike Asker, David Redmond,
Ali Esmailiyan, Panagiotis Giounanlis, Hans Haenlein, Xuton Wu, Andrii
Sokolov, Dennis Andrade-Miceli, Andrew K. Mitchell, Robert Bogdan Staszewski
- Abstract要約: 我々は、量子コアを同じダイ上の制御回路と検出回路と同時配置する、完全に統合された量子プロセッサユニットを提案する。
各検出器とインジェクターの消費電力はそれぞれ1mWと0.27mWである。
既存の量子コアを数千量子ビットにスケールアップする上で,提案アーキテクチャの有効性を実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The proliferation of quantum computing technologies has fueled the race to
build a practical quantum computer. The spectrum of the innovation is wide and
encompasses many aspects of this technology, such as the qubit, control and
detection mechanism, cryogenic electronics, and system integration. A few of
those emerging technologies are poised for successful monolithic integration of
cryogenic electronics with the quantum structure where the qubits reside. In
this work, we present a fully integrated Quantum Processor Unit in which the
quantum core is co-located with control and detection circuits on the same die
in a commercial 22-nm FD-SOI process from GlobalFoundries. The system described
in this work comprises a two dimensional (2D) 240 qubits array integrated with
8 detectors and 32 injectors operating at 3K and inside a two-stage
Gifford-McMahon cryo-cooler. The power consumption of each detector and
injector is 1mW and 0.27mW, respectively. The control sequence is programmed
into an on-chip pattern generator that acts as a command and control block for
all hardware in the Quantum Processor Unit. Using the aforementioned apparatus,
we performed a quantum resonant tunneling experiment on two qubits inside the
2D qubit array. With supporting lab measurements, we demonstrate the
feasibility of the proposed architecture in scaling-up the existing quantum
core to thousands of qubits.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピューティング技術の普及は、実用的な量子コンピュータの構築競争を加速させた。
イノベーションのスペクトルは広く、qubit、制御と検出機構、低温エレクトロニクス、システム統合など、この技術の多くの側面を包含している。
これらの新興技術のいくつかは、量子ビットが存在する量子構造と低温エレクトロニクスのモノリシックな統合に成功している。
本研究では,GlobalFoundriesの22nm FD-SOIプロセスにおいて,量子コアと同一のダイの制御・検出回路を同時配置した完全集積量子プロセッサユニットを提案する。
本研究で記述されるシステムは、3kで動作する8個の検出器と32個のインジェクタとを組み込んだ2次元(2d)240キュービットアレイと、2段のgifford-mcmahon cryo-coolerの内部とを含む。
各検出器とインジェクターの消費電力はそれぞれ1mWと0.27mWである。
制御シーケンスはオンチップパターン生成器にプログラムされ、量子プロセッサユニット内のすべてのハードウェアの命令および制御ブロックとして機能する。
上記の装置を用いて、2次元量子ビットアレイ内の2つの量子共振トンネル実験を行った。
実験室の測定をサポートすることで、既存の量子コアを数千量子ビットにスケールアップする際の提案されたアーキテクチャの実現可能性を示す。
関連論文リスト
- Performance Characterization of a Multi-Module Quantum Processor with Static Inter-Chip Couplers [63.42120407991982]
フリップチップボンディングのような3次元統合技術は、大規模超伝導量子プロセッサを実現するための鍵となる前提条件である。
1つのキャリアチップと4つのキュービットモジュールからなるマルチチップモジュールの設計を提案する。
2つのキュービットを測定し,平均3レベル状態割当誤差を200 nsで9倍10～3ドルとした。
ランダム化ベンチマークから抽出した7×10〜3$の誤差で100 nsの制御Z2量子ゲートを実演する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-03-16T18:32:44Z) - A Superconducting Qubit-Resonator Quantum Processor with Effective All-to-All Connectivity [44.72199649564072]
このアーキテクチャは、高い接続性から恩恵を受けるアルゴリズムのテストベッドとして使用できる。
中心共振器は計算要素として利用できることを示す。
GHZ(Greenberger-Horne-Zeilinger)状態は6つの量子ビットすべてに対して真に複数の量子ビットが絡み合った状態であり、読み出しエラーを緩和するフィリティは0.86$である。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-03-13T21:36:18Z) - Conveyor-belt superconducting quantum computer [0.46603287532620735]
本稿では,グローバルな(ローカルではなく)グローバルな量子コンピュータのための新しい量子処理ユニット(QPU)を提案する。
我々のQPUは、常にオンのZZ相互作用を持つ超伝導量子ビットの列に依存しており、閉幾何に囲まれている。
単一のステップでマルチキュービット操作を実行する能力は、多くのアルゴリズムの忠実度と実行時間を大幅に改善する可能性がある。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-12-16T13:51:28Z) - Commercial CMOS Process for Quantum Computing: Quantum Dots and Charge Sensing in a 22 nm Fully Depleted Silicon-on-Insulator Process [0.0]
産業標準シリコンオン絶縁体CMOS構造のチャネルに形成された量子ドットに電子や穴を閉じ込めることは、スケーラブルな量子ビットアーキテクチャへの有望なアプローチである。
我々は,GlobalFoundries 22FDX(TM)産業プロセスを用いて製造した市販ナノ構造の計測結果を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-12-11T14:41:55Z) - Quantum Compiling with Reinforcement Learning on a Superconducting Processor [55.135709564322624]
超伝導プロセッサのための強化学習型量子コンパイラを開発した。
短絡の新規・ハードウェア対応回路の発見能力を示す。
本研究は,効率的な量子コンパイルのためのハードウェアによるソフトウェア設計を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-06-18T01:49:48Z) - Supercharged two-dimensional tweezer array with more than 1000 atomic
qubits [0.0]
量子処理ユニットとして指定された1つの配列を二次配列から原子にスーパーチャージすることで、量子ビットの数と初期充填率を大きく増加させる。
これにより、達成可能なキュービットクラスタのサイズと成功確率が大幅に拡大される。
提案手法は、高度にスケーラブルな量子レジスタのジオメトリを容易にし、中性原子量子情報科学の基盤となる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-10-13T15:31:42Z) - Integrated Quantum Optical Phase Sensor [48.7576911714538]
ニオブ酸リチウム薄膜で作製したフォトニック集積回路について述べる。
我々は2階非線形性を用いてポンプ光と同じ周波数で圧縮状態を生成し、回路制御と電気光学によるセンシングを実現する。
このようなチップ上のフォトニクスシステムは、低消費電力で動作し、必要なすべての機能を1つのダイに統合することで、量子光学センサーの新たな機会が開けることを期待している。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-19T18:46:33Z) - Shared control of a 16 semiconductor quantum dot crossbar array [0.0]
平面ゲルマニウムの二次元クロスバーアレイを効率的に操作するために,半導体量子ドットの共有制御を導入する。
量子ドット間カップリングの選択的制御法を確立し,10GHz以上のトンネル結合性を実現する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-14T12:59:50Z) - Quantum thermodynamic methods to purify a qubit on a quantum processing
unit [68.8204255655161]
我々は、同じ量子ビットを備えた量子処理ユニット上で量子ビットを浄化する量子熱力学法について報告する。
私たちの出発点は、よく知られた2つのキュービットスワップエンジンをエミュレートする3つのキュービット設計です。
使用可能な超伝導量子ビットベースのQPU上に実装し,200mKまでの浄化能を観測する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-01-31T16:13:57Z) - A quantum processor based on coherent transport of entangled atom arrays [44.62475518267084]
量子プロセッサは動的で非局所的な接続を持ち、絡み合った量子ビットは高い並列性でコヒーレントに輸送されることを示す。
このアーキテクチャを用いて,クラスタ状態や7キュービットのSteane符号状態などの絡み合ったグラフ状態のプログラム生成を実現する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-12-07T19:00:00Z) - Precision tomography of a three-qubit donor quantum processor in silicon [38.42250061908039]
核スピンは、量子情報処理のために考慮された最初の物理プラットフォームの一つであった。
シリコンナノエレクトロニクスデバイスにイオンを注入した31Pドナー原子核を用いた普遍量子論理演算を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-06T10:30:38Z) - Millikelvin temperature cryo-CMOS multiplexer for scalable quantum
device characterisation [44.07593636917153]
近年,固体量子ビットに基づく量子コンピュータが急速に発展してきた。
現在、各量子デバイスは、室温と希釈冷凍機のベース温度との間の専用信号線を制御して特徴付けされている。
このアプローチはスケーラブルではなく、現在、大規模な量子システム統合と量子デバイスの特徴付けの開発を制限している。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-23T16:22:15Z) - CMOS-based cryogenic control of silicon quantum circuits [3.165021390060888]
大規模量子計算における大きな課題は、相互接続の複雑さである。
高度なリソグラフィーは、CMOS制御エレクトロニクスとシリコンの量子ビットの両方の製造をサポートする。
我々は3Kで動作する極低温CMOS制御チップを報告し、20mKに冷却されたシリコン量子ビットを駆動するためのマイクロ波バーストを出力する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-09-29T17:51:58Z) - Circuit Quantum Electrodynamics [62.997667081978825]
マクロレベルの量子力学的効果は、1980年代にジョセフソン接合型超伝導回路で初めて研究された。
過去20年間で、量子情報科学の出現は、これらの回路を量子情報プロセッサの量子ビットとして利用するための研究を強化してきた。
量子電磁力学(QED)の分野は、今では独立して繁栄する研究分野となっている。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-05-26T12:47:38Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。