論文の概要: A Three-Dimensional Array of Quantum Dots

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.01634v1
• Date: Mon, 01 Dec 2025 13:04:02 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-02 19:46:34.856168
• Title: A Three-Dimensional Array of Quantum Dots
• Title（参考訳）: 量子ドットの三次元配列
• Authors: Hanifa Tidjani, Dario Denora, Michael Chan, Jann Hinnerk Ungerer, Barnaby van Straaten, Stefan D. Oosterhout, Lucas Stehouwer, Giordano Scappucci, Menno Veldhorst,
• Abstract要約: 量子ドットの線形配列から2次元配列への実験的研究が進んでいる。 量子ドットアレイを3次元に拡張し、新しい量子ハードウェアと高接続性量子回路の機会を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.46951850757696256
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: Quantum dots can confine single electrons or holes to define spin qubits that can be operated with high fidelity. Experimental work has progressed from linear to two-dimensional arrays of quantum dots, enabling qubit interactions that are essential for quantum simulation and computation. Here, we explore architectures beyond planar geometries by constructing quantum dot arrays in three dimensions. We realize an eight-quantum dot system in a silicon-germanium heterostructure comprising two stacked germanium quantum wells, where quantum dots are positioned at the vertices of a cuboid. Using electrostatic gate control, we load a single hole into any of the eight quantum dots. To demonstrate the potential of multilayer quantum dot systems, we show coherent spin control and hopping-induced spin rotations by shuttling between the quantum wells. The ability to extend quantum dot arrays in three dimensions provides opportunities for novel quantum hardware and high-connectivity quantum circuits.
• Abstract（参考訳）: 量子ドットは単一の電子や穴を閉じ込めて、高い忠実さで操作できるスピン量子ビットを定義することができる。 量子ドットの線形配列から2次元配列への実験的研究が進み、量子シミュレーションや計算に不可欠な量子ビット相互作用が実現された。 ここでは,3次元の量子ドットアレイを構築することにより,平面幾何学を超えたアーキテクチャを探索する。 2つの積み重ねたゲルマニウム量子井戸からなるシリコン-ゲルマニウムヘテロ構造における8量子ドット系を実現し、量子ドットを立方体の頂点に配置する。 静電ゲート制御を用いて、8つの量子ドットのいずれかに1つのホールをロードする。 多層量子ドットシステムのポテンシャルを示すため、量子井戸間のシャットリングによるコヒーレントスピン制御とホッピング誘起スピン回転を示す。 量子ドットアレイを3次元に拡張する能力は、新しい量子ハードウェアと高接続性量子回路の機会を与える。

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