論文の概要: Low charge noise quantum dots with industrial CMOS manufacturing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.06464v1
- Date: Tue, 13 Dec 2022 10:29:48 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-09 15:07:15.730065
- Title: Low charge noise quantum dots with industrial CMOS manufacturing
- Title（参考訳）: 産業用CMOS製造用低電荷ノイズ量子ドット
- Authors: Asser Elsayed, Mohamed Shehata, Clement Godfrin, Stefan Kubicek, Shana
Massar, Yann Canvel, Julien Jussot, George Simion, Massimo Mongillo, Danny
Wan, Bogdan Govoreanu, Iuliana P. Radu, Ruoyu Li, Pol Van Dorpe, Kristiaan De
Greve
- Abstract要約: シリコンスピン量子ビットは、大規模量子コンピュータの最も有望な候補の一つである。
平均ノイズレベルは0.61$mu$eV/$sqrtHz$を1Hzで、一部のデバイスや動作条件では0.1$mu$eV/$sqrtHz$以下である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.4790118316655732
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Silicon spin qubits are among the most promising candidates for large scale
quantum computers, due to their excellent coherence and compatibility with CMOS
technology for upscaling. Advanced industrial CMOS process flows allow
wafer-scale uniformity and high device yield, but off the shelf transistor
processes cannot be directly transferred to qubit structures due to the
different designs and operation conditions. To therefore leverage the know-how
of the micro-electronics industry, we customize a 300mm wafer fabrication line
for silicon MOS qubit integration. With careful optimization and engineering of
the MOS gate stack, we report stable and uniform quantum dot operation at the
Si/SiOx interface at milli-Kelvin temperature. We extract the charge noise in
different devices and under various operation conditions, demonstrating a
record-low average noise level of 0.61 ${\mu}$eV/${\sqrt{Hz}}$ at 1 Hz and even
below 0.1 ${\mu}$eV/${\sqrt{Hz}}$ for some devices and operating conditions. By
statistical analysis of the charge noise with different operation and device
parameters, we show that the noise source can indeed be well described by a
two-level fluctuator model. This reproducible low noise level, in combination
with uniform operation of our quantum dots, marks CMOS manufactured MOS spin
qubits as a mature and highly scalable platform for high fidelity qubits.
- Abstract（参考訳）: シリコンスピン量子ビットは、アップスケールのためのCMOS技術との優れたコヒーレンスと互換性のため、大規模量子コンピュータの最も有望な候補である。
先進的な産業用cmosプロセスフローは、ウェハスケールの均一性と高いデバイス収率を可能にするが、シェルフトランジスタプロセスは異なる設計と動作条件のために直接キュービット構造に転送できない。
そのため、マイクロエレクトロニクス産業のノウハウを活用するため、シリコンMOS量子ビット統合のための300mmウェハ製造ラインをカスタマイズする。
MOSゲートスタックの慎重な最適化とエンジニアリングにより、ミリケルビン温度でのSi/SiOx界面での安定かつ均一な量子ドット演算を報告する。
異なるデバイスおよび様々な動作条件において帯電ノイズを抽出し、1hzで0.61${\mu}$ev/${\sqrt{hz}}$と0.1${\mu}$ev/${\sqrt{hz}}$以下のデバイスおよび動作条件で記録的に低い平均ノイズレベルを示す。
動作パラメータと機器パラメータの異なる電荷雑音の統計的解析により、ノイズ源は2レベルゆらぎモデルで明確に記述できることを示す。
この再現可能な低ノイズレベルと量子ドットの均一な操作を組み合わせることで、cmosは高忠実度量子ビットのための成熟し、高度にスケーラブルなプラットフォームとしてmos spin qubitsを生産した。
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