論文の概要: Fault Localization in a Microfabricated Surface Ion Trap using Diamond Nitrogen-Vacancy Center Magnetometry

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.08731v2
• Date: Mon, 16 Dec 2024 18:40:20 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-17 13:49:25.469676
• Title: Fault Localization in a Microfabricated Surface Ion Trap using Diamond Nitrogen-Vacancy Center Magnetometry
• Title（参考訳）: ダイヤモンド窒素空力中心磁力計を用いた微小ファブリケート表面イオントラップの欠陥局在
• Authors: Pauli Kehayias, Matthew A. Delaney, Raymond A. Haltli, Susan M. Clark, Melissa C. Revelle, Andrew M. Mounce,
• Abstract要約: ダイヤモンド中の窒素空孔中心をベースとした高分解能量子磁気イメージング技術を用いて,イオントラップチップの短絡欠陥を解析する。 これらの短絡断層から地中への電流を意図的に生成した断層と比較したところ、断層の根本原因はオンチップトレンチコンデンサの故障であることがわかった。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: As quantum computing hardware becomes more complex with ongoing design innovations and growing capabilities, the quantum computing community needs increasingly powerful techniques for fabrication failure root-cause analysis. This is especially true for trapped-ion quantum computing. As trapped-ion quantum computing aims to scale to thousands of ions, the electrode numbers are growing to several hundred with likely integrated-photonic components also adding to the electrical and fabrication complexity, making faults even harder to locate. In this work, we used a high-resolution quantum magnetic imaging technique, based on nitrogen-vacancy (NV) centers in diamond, to investigate short-circuit faults in an ion trap chip. We imaged currents from these short-circuit faults to ground and compared to intentionally-created faults, finding that the root-cause of the faults was failures in the on-chip trench capacitors. This work, where we exploited the performance advantages of a quantum magnetic sensing technique to troubleshoot a piece of quantum computing hardware, is a unique example of the evolving synergy between emerging quantum technologies to achieve capabilities that were previously inaccessible.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングのハードウェアが、進行中の設計革新や能力の増大と共に複雑化するにつれ、量子コンピューティングコミュニティは、製造失敗の根本原因分析のための、ますます強力な技術を必要としている。 これは特に閉じ込められたイオン量子コンピューティングに当てはまる。 閉じ込められたイオン量子コンピューティングが数千のイオンにスケールすることを目的としているため、電極番号は数百に増加し、統合されたフォトニックなコンポーネントは電気と製造の複雑さを増し、故障の発見をさらに困難にしている。 本研究では,ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心をベースとした高分解能量子磁気イメージング技術を用いて,イオントラップチップの短絡欠陥を解析した。 これらの短絡断層から地中への電流を意図的に生成した断層と比較したところ、断層の根本原因はオンチップトレンチコンデンサの故障であることがわかった。 この研究は、量子センシング技術の性能上の利点を利用して量子コンピューティングのハードウェアをトラブルシュートし、新しい量子技術間の相乗効果を進化させ、これまでアクセス不能だった能力を実現するというユニークな例である。

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