論文の概要: Scalable Atomic Arrays for Spin-Based Quantum Computers in Silicon

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.09626v1
• Date: Mon, 18 Sep 2023 09:56:50 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-09-19 14:10:48.173978
• Title: Scalable Atomic Arrays for Spin-Based Quantum Computers in Silicon
• Title（参考訳）: シリコンスピン量子コンピュータのためのスケーラブルアトミックアレイ
• Authors: Alexander M. Jakob (1), Simon G. Robson (1), Hannes R. Firgau (2), Vincent Mourik (2), Vivien Schmitt (2), Danielle Holmes (2), Matthias Posselt (3), Edwin L.H. Mayes (4), Daniel Spemann (5), Andrea Morello (2), David N. Jamieson (1) ((1) CQC2T, School of Physics, The University of Melbourne, Australia, (2) CQC2T, School of Electrical Engineering and Telecommunications, UNSW Sydney, Australia, (3) Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), Germany, (4) RMIT Microscopy and Microanalysis Facility, RMIT University, Australia, (5) Leibniz-Institut f\"ur Oberfl\"achenmodifizierung e.V., Germany)
• Abstract要約: 我々は、スケールアップドナーベースの量子コンピュータを製造するための複数の戦略を実証し、統合する。 私たちは、31ドルPF_2$分子インプラントを使用して、31ドルPイオンと比較して、配置の確実性を3倍にします。 同様の信頼性は、123$Sbや209$Biなどの重い原子を注入することで維持される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 25.271311916546793
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Semiconductor spin qubits combine excellent quantum performance with the prospect of manufacturing quantum devices using industry-standard metal-oxide-semiconductor (MOS) processes. This applies also to ion-implanted donor spins, which further afford exceptional coherence times and large Hilbert space dimension in their nuclear spin. Here we demonstrate and integrate multiple strategies to manufacture scale-up donor-based quantum computers. We use $^{31}$PF$_{2}$ molecule implants to triple the placement certainty compared to $^{31}$P ions, while attaining 99.99$\,$% confidence in detecting the implant. Similar confidence is retained by implanting heavier atoms such as $^{123}$Sb and $^{209}$Bi, which represent high-dimensional qudits for quantum information processing, while Sb$_2$ molecules enable deterministic formation of closely-spaced qudits. We demonstrate the deterministic formation of regular arrays of donor atoms with 300$\,$nm spacing, using step-and-repeat implantation through a nano aperture. These methods cover the full gamut of technological requirements for the construction of donor-based quantum computers in silicon.
• Abstract（参考訳）: 半導体スピン量子ビットは、優れた量子性能と業界標準の金属酸化物半導体(mos)プロセスを用いた量子デバイス製造の可能性を組み合わせた。 これはイオン注入ドナースピンにも当てはまり、核スピンにおいて特別なコヒーレンス時間と大きなヒルベルト空間次元が与えられる。 ここでは、スケールアップドナーベースの量子コンピュータを製造するための複数の戦略を実証し、統合する。 我々は、$^{31}$PF$_{2}$分子インプラントを使用して、インプラントの検出に99.99$\,$%の信頼を得ながら、配置確実性を$^{31}$Pイオンと比較する。 同様の信頼性は、量子情報処理のための高次元quditを表す$^{123}$sbや$^{209}$biのような重い原子を注入することで維持される。 ナノアパーチャによるステップ・アンド・レピート注入により,300$\,$nm間隔のドナー原子の規則配列が決定論的に形成されることを示す。 これらの手法は、シリコンでドナーベースの量子コンピュータを構築するための技術要件の全範囲をカバーする。

関連論文リスト

• Industrial 300$\,$mm wafer processed spin qubits in natural silicon/silicon-germanium [0.8219694762753349]
  天然Si/SiGeヘテロ構造にホストされた量子ドットは、産業用300$,$mm半導体ウェハプロセスラインで完全に製造された。 天然シリコンを用いた量子井戸では, 電荷雑音値が2$,mathrmmu eV/sqrtHz$, 1$,mathrmmu s$, 50$,mathrmmu s$以下であった。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-09-19T12:55:46Z)
• A Quantum Repeater Platform based on Single SiV$^-$ Centers in Diamond with Cavity-Assisted, All-Optical Spin Access and Fast Coherent Driving [45.82374977939355]
  量子鍵分布は、量子力学の原理に基づくセキュアな通信を可能にする。 量子リピータは大規模量子ネットワークを確立するために必要である。 量子リピータのための効率的なスピン光子インタフェースを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-10-28T14:33:24Z)
• Field-deployable Quantum Memory for Quantum Networking [62.72060057360206]
  実世界の展開とスケーリングの課題に対応するために設計された量子メモリを提示する。 メモリ技術は、温かいルビジウム蒸気を記憶媒体として利用し、室温で動作する。 我々は,高忠実度検索(95%)と低演算誤差(10-2)$を,単一光子レベルの量子メモリ操作に対して160$mu s$の記憶時間で示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-05-26T00:33:13Z)
• Precision tomography of a three-qubit donor quantum processor in silicon [38.42250061908039]
  核スピンは、量子情報処理のために考慮された最初の物理プラットフォームの一つであった。 シリコンナノエレクトロニクスデバイスにイオンを注入した31Pドナー原子核を用いた普遍量子論理演算を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-06-06T10:30:38Z)
• Donor spins in silicon for quantum technologies [0.0]
  本稿では, シリコンにイオンを注入したドナースピンの量子技術への応用について述べる。 シリコンで単一原子スピン量子ビットを作製し、操作する方法を示す。 我々は、これらの量子ビットをスケールアップして大きな量子プロセッサを構築するための経路について議論する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-09-09T02:41:02Z)
• Deterministic Single Ion Implantation with 99.87% Confidence for Scalable Donor-Qubit Arrays in Silicon [44.62475518267084]
  グループVドナースピンは、大規模量子コンピュータデバイスにとって魅力的な量子ビットである。 アイソトピー的に精製された28ドルSi結晶に埋め込まれたグループVドナースピンは、魅力的な量子ビットとなる。 従来の99.87pm0.02$%の信頼性を持つ低エネルギー(14keV)P$+$イオンの注入を実証した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-09-07T05:23:07Z)
• A Frequency-Multiplexed Coherent Electro-Optic Memory in Rare Earth Doped Nanoparticles [94.37521840642141]
  光の量子記憶は、長距離量子通信や分散量子コンピューティングのような量子技術において必須の要素である。 近年の研究では、希土類ドープナノ粒子では長い光学的およびスピンコヒーレンス寿命が観察可能であることが示されている。 我々は,Eu$3+$:Y$O$_3$ナノ粒子におけるコヒーレント光ストレージについて,SEMM(Stark Echo Modulation Memory)量子プロトコルを用いて報告する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-06-17T13:25:54Z)
• Conditional quantum operation of two exchange-coupled single-donor spin qubits in a MOS-compatible silicon device [48.7576911714538]
  シリコンナノエレクトロニクスデバイスは、99.9%以上の忠実度を持つ単一量子ビット量子論理演算をホストすることができる。 イオン注入によりシリコン中に導入された単一のドナー原子に結合した電子のスピンに対して、量子情報は1秒近く保存することができる。 ここでは、シリコンに埋め込まれた31ドルPドナーの交換結合対における電子スピン量子ビットの条件付きコヒーレント制御を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-06-08T11:25:16Z)
• Quantum Gram-Schmidt Processes and Their Application to Efficient State Read-out for Quantum Algorithms [87.04438831673063]
  本稿では、生成した状態の古典的ベクトル形式を生成する効率的な読み出しプロトコルを提案する。 我々のプロトコルは、出力状態が入力行列の行空間にある場合に適合する。 我々の技術ツールの1つは、Gram-Schmidt正則手順を実行するための効率的な量子アルゴリズムである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-04-14T11:05:26Z)

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。