論文の概要: Rapid cryogenic characterisation of 1024 integrated silicon quantum dots
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2310.20434v1
- Date: Tue, 31 Oct 2023 13:14:43 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-01 15:08:02.151555
- Title: Rapid cryogenic characterisation of 1024 integrated silicon quantum dots
- Title（参考訳）: 1024集積シリコン量子ドットの高速低温特性化
- Authors: Edward J. Thomas, Virginia N. Ciriano-Tejel, David F. Wise, Domenic
Prete, Mathieu de Kruijf, David J. Ibberson, Grayson M. Noah, Alberto
Gomez-Saiz, M. Fernando Gonzalez-Zalba, Mark A. I. Johnson, John J. L. Morton
- Abstract要約: 1024個のシリコン量子ドットとオンチップのデジタルおよびアナログエレクトロニクスの統合を実証し、1K以下で動作した。
量子ドットパラメータは、高速自動機械学習ルーチンによって抽出され、量子ドットの収量を評価し、デバイス設計の影響を理解する。
その結果、シリコン量子デバイスの高速な大規模研究が、現在の探査技術よりも低い温度と測定速度で実施できることが示されている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6819010383838326
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum computers are nearing the thousand qubit mark, with the current focus
on scaling to improve computational performance. As quantum processors grow in
complexity, new challenges arise such as the management of device variability
and the interface with supporting electronics. Spin qubits in silicon quantum
dots are poised to address these challenges with their proven control
fidelities and potential for compatibility with large-scale integration. Here,
we demonstrate the integration of 1024 silicon quantum dots with on-chip
digital and analogue electronics, all operating below 1 K. A high-frequency
analogue multiplexer provides fast access to all devices with minimal
electrical connections, enabling characteristic data across the quantum dot
array to be acquired in just 5 minutes. We achieve this by leveraging
radio-frequency reflectometry with state-of-the-art signal integrity, reaching
a minimum integration time of 160 ps. Key quantum dot parameters are extracted
by fast automated machine learning routines to assess quantum dot yield and
understand the impact of device design. We find correlations between quantum
dot parameters and room temperature transistor behaviour that may be used as a
proxy for in-line process monitoring. Our results show how rapid large-scale
studies of silicon quantum devices can be performed at lower temperatures and
measurement rates orders of magnitude faster than current probing techniques,
and form a platform for the future on-chip addressing of large scale qubit
arrays.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピュータは千量子ビットに近づいており、現在の焦点は計算性能を改善するためにスケールすることである。
量子プロセッサが複雑化するにつれて、デバイスの可変性管理や電子回路をサポートするインターフェースなど、新たな課題が発生する。
シリコン量子ドットのスピン量子ビットは、これらの課題に、その実証された制御忠実さと大規模統合との互換性の可能性で対処する。
高周波アナログ多重化器は、最小限の電気接続で全てのデバイスに高速にアクセスでき、量子ドットアレイにまたがる特性データをわずか5分で取得できる。
我々は、電波反射計と最先端信号整合性を利用して、160psの最小積分時間に達する。
量子ドットパラメータは、高速自動機械学習ルーチンによって抽出され、量子ドットの収量を評価し、デバイス設計の影響を理解する。
量子ドットパラメータと、インラインプロセス監視のプロキシとして使用できる室温トランジスタの挙動との相関性を見出した。
以上の結果から, シリコン量子デバイスの大規模研究が, 低い温度で, 測定速度が現在のプローブ技術よりも桁違いに速く行えることを示し, 大規模量子ビットアレイの将来のオンチップアドレッシングのためのプラットフォームを構築した。
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