論文の概要: Commercial CMOS Process for Quantum Computing: Quantum Dots and Charge Sensing in a 22 nm Fully Depleted Silicon-on-Insulator Process

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.08422v2
• Date: Fri, 20 Dec 2024 13:42:13 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-23 16:20:06.476892
• Title: Commercial CMOS Process for Quantum Computing: Quantum Dots and Charge Sensing in a 22 nm Fully Depleted Silicon-on-Insulator Process
• Title（参考訳）: 量子コンピューティングのための商用CMOSプロセス:22nmの完全劣化シリコンオン絶縁体プロセスにおける量子ドットと電荷センシング
• Authors: S. V. Amitonov, A. Aprà, M. Asker, B. Barry, I. Bashir, P. Bisiaux, E. Blokhina, P. Giounanlis, P. Hanos-Puskai, M. Harkin, I. Kriekouki, D. Leipold, M. Moras, C. Power, N. Samkharadze, A. Sokolov, D. Redmond, C. Rohrbacher, X. Wu,
• Abstract要約: 産業標準シリコンオン絶縁体CMOS構造のチャネルに形成された量子ドットに電子や穴を閉じ込めることは、スケーラブルな量子ビットアーキテクチャへの有望なアプローチである。 我々は,GlobalFoundries 22FDX(TM)産業プロセスを用いて製造した市販ナノ構造の計測結果を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Confining electrons or holes in quantum dots formed in the channel of industry-standard fully depleted silicon-on-insulator CMOS structures is a promising approach to scalable qubit architectures. In this communication, we present measurement results of a commercial nanostructure fabricated using the GlobalFoundries 22FDX(TM) industrial process. We demonstrate here that quantum dots are formed in the device channel by applying a combination of a back- and gate voltages. We report our results on an effective detuning of the energy levels in the quantum dots by varying the barrier gate voltages in combination with the back-gate voltage. Given the need and importance of scaling to larger numbers of qubits, we demonstrate here the feasibility of single-electron box sensors at the edge of the quantum dot array for effective charge sensing in different operation modes -- sensing charge transitions in a single- and double quantum dots forming the quantum dot array. We also report measurement results demonstrating bias triangle pair formation and precise control over coupled quantum dots with variations in the inter-dot barrier. The reported measurement results demonstrate the ability to control the formation and coupling of multiple quantum dots in a quantum dot array and to sense their charge state via a Single Electron Box sensor in a commercial process for the first time.
• Abstract（参考訳）: 産業標準の完全枯渇したシリコンオン絶縁体CMOS構造のチャネルに形成された量子ドットに電子や穴を閉じ込めることは、スケーラブルな量子ビットアーキテクチャーへの有望なアプローチである。 本稿では,GlobalFoundries 22FDX(TM)産業プロセスを用いて製造した市販ナノ構造の計測結果について述べる。 ここでは、バック電圧とゲート電圧を組み合わせた量子ドットがデバイスチャネル内に形成されることを示す。 本稿では,バックゲート電圧と相まってバリアゲート電圧を変化させることで,量子ドット内のエネルギーレベルを効果的に調整する方法について報告する。 より多数の量子ビットへのスケーリングの必要性と重要性を考えると、ここでは量子ドットアレイを形成する単一および二重量子ドットにおける電荷遷移を検知する、異なる動作モードにおける効果的な電荷センシングのための量子ドットアレイのエッジでの単一電子ボックスセンサーの実現可能性を示す。 また, ドット間障壁のばらつきを伴う結合量子ドットの偏差三角形対の形成と精密制御について, 測定結果について報告する。 報告された測定結果は、量子ドットアレイ内の複数の量子ドットの形成と結合を制御し、初めて商用プロセスにおいて単一電子ボックスセンサを介して電荷状態を検出する能力を示す。

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