論文の概要: Jellybean quantum dots in silicon for qubit coupling and on-chip quantum
chemistry
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.04724v1
- Date: Mon, 8 Aug 2022 12:24:46 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-01 21:34:34.640659
- Title: Jellybean quantum dots in silicon for qubit coupling and on-chip quantum
chemistry
- Title（参考訳）: 量子ビットカップリングとオンチップ量子化学のためのシリコンのjellybean量子ドット
- Authors: Zeheng Wang, MengKe Feng, Santiago Serrano, William Gilbert, Ross C.
C. Leon, Tuomo Tanttu, Philip Mai, Dylan Liang, Jonathan Y. Huang, Yue Su,
Wee Han Lim, Fay E. Hudson, Christopher C. Escott, Andrea Morello, Chih Hwan
Yang, Andrew S. Dzurak, Andre Saraiva, and Arne Laucht
- Abstract要約: シリコン金属酸化物半導体(SiMOS)量子ドットスピンキュービットの小型化と優れた積分性は、大量製造可能なスケールアップ量子プロセッサにとって魅力的なシステムである。
本稿では, 量子ドットの電荷とスピン特性について検討し, 量子ビットカップラとしての役割を期待する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6818394664182874
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The small size and excellent integrability of silicon
metal-oxide-semiconductor (SiMOS) quantum dot spin qubits make them an
attractive system for mass-manufacturable, scaled-up quantum processors.
Furthermore, classical control electronics can be integrated on-chip,
in-between the qubits, if an architecture with sparse arrays of qubits is
chosen. In such an architecture qubits are either transported across the chip
via shuttling, or coupled via mediating quantum systems over
short-to-intermediate distances. This paper investigates the charge and spin
characteristics of an elongated quantum dot -- a so-called jellybean quantum
dot -- for the prospects of acting as a qubit-qubit coupler. Charge transport,
charge sensing and magneto-spectroscopy measurements are performed on a SiMOS
quantum dot device at mK temperature, and compared to Hartree-Fock
multi-electron simulations. At low electron occupancies where disorder effects
and strong electron-electron interaction dominate over the electrostatic
confinement potential, the data reveals the formation of three coupled dots,
akin to a tunable, artificial molecule. One dot is formed centrally under the
gate and two are formed at the edges. At high electron occupancies, these dots
merge into one large dot with well-defined spin states, verifying that
jellybean dots have the potential to be used as qubit couplers in future
quantum computing architectures.
- Abstract（参考訳）: シリコン金属酸化物半導体(SiMOS)量子ドットスピンキュービットの小型化と優れた積分性は、大量製造可能なスケールアップ量子プロセッサにとって魅力的なシステムである。
さらに、キュービットのスパース配列を持つアーキテクチャを選択すると、クビット間のオンチップに古典的な制御電子回路を統合できる。
このようなアーキテクチャでは、量子ビットはシャットリングを介してチップに転送されるか、短い中間距離で量子システムを仲介することで結合される。
本稿では, 量子ドット(いわゆるゼリービー量子ドット)の電荷とスピン特性について, 量子ビットカップラとして作用する可能性について検討する。
電荷輸送、電荷センシング、磁気分光計測は、SiMOS量子ドットデバイス上でmK温度で行われ、Hartree-Fockマルチ電子シミュレーションと比較される。
静電閉じ込め電位に障害効果と強い電子-電子相互作用が支配される低電子占有では、データは調整可能な人工分子に似た3つの結合ドットの形成を明らかにする。
1つの点がゲートの下に中央に形成され、2つの点がエッジに形成されている。
高電子占有度では、これらの点がよく定義されたスピン状態の1つの大きな点に融合し、将来の量子コンピューティングアーキテクチャにおいてゼリービーンの点が量子ビットカップラとして使われる可能性があることを検証する。
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