論文の概要: Superconducting-semiconducting voltage-tunable qubits in the third dimension

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.06209v1
• Date: Fri, 11 Mar 2022 19:03:23 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-22 09:13:28.082665
• Title: Superconducting-semiconducting voltage-tunable qubits in the third dimension
• Title（参考訳）: 3次元超伝導半導体電圧可変量子ビット
• Authors: Thomas M. Hazard, Andrew J. Kerman, Kyle Serniak and Charles Tahan
• Abstract要約: 超半導体(スーパーセミ)量子ビットとコプラ設計 TSVを含むインターポーラ「プローブ」ウェハは、例えば超伝導体によって酸化され、エピタキシャルに成長したゲルマニウム量子井戸に接触するために用いられる。 この手法が電圧可変超伝導量子ビットのオンチップフットプリントをいかに小さくするかを示し、様々なシステムにおける超半複素構造理解の促進を約束する。
• 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: We propose superconducting-semiconducting (super-semi) qubit and coupler designs based on high-quality, compact through-silicon vias (TSVs). An interposer "probe" wafer containing TSVs is used to contact a sample wafer with, for example, a superconductor-proximitized, epitaxially-grown, germanium quantum well. By utilizing the capacitance of the probe wafer TSVs, the majority of the electric field in the qubits is pulled away from lossy regions in the semiconducting wafer. Through simulations, we find that the probe wafer can reduce the qubit's electric field participation in the sample wafer by an order of magnitude for thin substrates and remains small even when the epitaxial layer thickness approaches 100 $\mu$m. We also show how this scheme is extensible to multi-qubit systems which have tunable qubit-qubit couplings without magnetic fields. This approach shrinks the on-chip footprint of voltage-tunable superconducting qubits and promises to accelerate the understanding of super-semi heterostructures in a variety of systems.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,tsvs(high-quality, compact through-silicon vias)に基づく超伝導半導体(super-semi)量子ビットおよびカプラ設計を提案する。 tsvを含む中間体「プロベ」ウェハは、例えば超伝導体が共役したエピタキシャルに成長したゲルマニウム量子井戸と試料ウェハと接触するために用いられる。 プローブウェハTSVの容量を利用することで、キュービット内の電界の大部分が半導体ウェハの損失領域から引き離される。 シミュレーションにより, プローブウェハは, 試料ウェハにおけるクビットの電界の関与を, 薄い基板に対して1桁小さく抑えることができ, エピタキシャル層の厚さが100$\mu$mに近づく場合でも小さく保たれることがわかった。 また、磁場のない可変量子ビット結合を持つマルチキュービット系に対して、このスキームがどのように拡張可能であるかを示す。 このアプローチは、電圧可変超伝導量子ビットのオンチップフットプリントを縮小し、様々なシステムにおける超準ヘテロ構造の理解を加速させる。

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