論文の概要: Probing single electrons across 300 mm spin qubit wafers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.04812v1
• Date: Mon, 10 Jul 2023 18:02:55 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-07-12 17:21:26.794367
• Title: Probing single electrons across 300 mm spin qubit wafers
• Title（参考訳）: 300mmスピンキュービットウエハにおける単一電子の探索
• Authors: Samuel Neyens, Otto Zietz, Thomas Watson, Florian Luthi, Aditi Nethwewala, Hubert George, Eric Henry, Andrew Wagner, Mohammad Islam, Ravi Pillarisetty, Roza Kotlyar, Kent Millard, Stefano Pellerano, Nathan Bishop, Stephanie Bojarski, Jeanette Roberts, James S. Clarke
• Abstract要約: フォールトトレラントな量子コンピュータを構築するには、大量の物理量子ビットが必要となる。 固体電子デバイスに基づく量子ビット技術では、1つのプロセッサに数百万の量子ビットを統合するには、現代のCMOS産業に匹敵する規模のデバイス製造が必要である。 本研究では, 低温300mmウエハプローブを用いて, 産業用スピンキュービット装置の性能を1.6Kで高ボリュームで収集する試験法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.1075076588911499
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Building a fault-tolerant quantum computer will require vast numbers of physical qubits. For qubit technologies based on solid state electronic devices, integrating millions of qubits in a single processor will require device fabrication to reach a scale comparable to that of the modern CMOS industry. Equally importantly, the scale of cryogenic device testing must keep pace to enable efficient device screening and to improve statistical metrics like qubit yield and process variation. Spin qubits have shown impressive control fidelities but have historically been challenged by yield and process variation. In this work, we present a testing process using a cryogenic 300 mm wafer prober to collect high-volume data on the performance of industry-manufactured spin qubit devices at 1.6 K. This testing method provides fast feedback to enable optimization of the CMOS-compatible fabrication process, leading to high yield and low process variation. Using this system, we automate measurements of the operating point of spin qubits and probe the transitions of single electrons across full wafers. We analyze the random variation in single-electron operating voltages and find that this fabrication process leads to low levels of disorder at the 300 mm scale. Together these results demonstrate the advances that can be achieved through the application of CMOS industry techniques to the fabrication and measurement of spin qubits.
• Abstract（参考訳）: フォールトトレラントな量子コンピュータを構築するには、大量の物理キュービットが必要になる。 固体電子デバイスに基づく量子ビット技術では、1つのプロセッサに数百万の量子ビットを統合するには、現代のCMOS産業に匹敵する規模のデバイス製造が必要である。 同様に、低温デバイステストのスケールは、効率的なデバイススクリーニングを可能にするためにペースを保ち、キュービット収量やプロセスの変動といった統計指標を改善する必要がある。 スピン量子ビットは印象的な制御性を示してきたが、歴史的には収量やプロセスの変化によって挑戦されてきた。 本研究では、低温300mmウエハプローブを用いて、産業用スピンキュービットデバイスの性能に関する高ボリュームデータを1.6Kで収集し、CMOS互換製造プロセスの最適化を可能にする高速なフィードバックを提供する。 本システムを用いて,スピン量子ビットの動作点の測定を自動化し,単一電子のフルウェーハへの遷移を探索する。 単一電子動作電圧の無作為変動を分析し,300mmスケールでこの製造プロセスが低レベルの障害を引き起こすことを見出した。 これらの結果は、スピン量子ビットの製造と測定にCMOS産業技術を適用することで達成できる進歩を実証するものである。

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