論文の概要: High Fidelity Qubit Control in a Natural Si-MOS Quantum Dot using a 300 mm Silicon on Insulator Wafer

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.05052v1
• Date: Thu, 04 Dec 2025 18:06:10 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-05 21:11:46.311479
• Title: High Fidelity Qubit Control in a Natural Si-MOS Quantum Dot using a 300 mm Silicon on Insulator Wafer
• Title（参考訳）: 300mmシリコンを用いた自然Si-MOS量子ドットにおける高忠実度量子ビット制御
• Authors: Xander Peetroons, Xunyao Luo, Tsung-Yeh Yang, Normann Mertig, Sofie Beyne, Julien Jussot, Yosuke Shimura, Clement Godfrin, Bart Raes, Ruoyu Li, Roger Loo, Sylvain Baudot, Stefan Kubicek, Shuchi Kaushik, Danny Wan, Takeru Utsugi, Takuma Kuno, Noriyuki Lee, Itaru Yanagi, Toshiyuki Mine, Satoshi Muraoka, Shinichi Saito, Digh Hisamoto, Ryuta Tsuchiya, Hiroyuki Mizuno, Kristiaan De Greve, Charles Smith, Helena Knowles, Andrew Ramsay,
• Abstract要約: 産業用300mmウエハプロセスで作製したSi-MOS量子ドットにおいて,高忠実度単一量子ビット制御を示す。 高速なRabi周波数、低電荷ノイズ、フィードバックプロトコルは、これらのSi-MOSデバイスにおいて高い忠実性を実現する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.168044425504953
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We demonstrate high-fidelity single qubit control in a natural Si-MOS quantum dot fabricated in an industrial 300 mm wafer process on a silicon on insulator (SOI) wafer using electron spin resonance. A relatively high optimal Rabi frequency of 5 MHz is achieved, dynamically decoupling the electron spin from its 29-Si environment. Tracking the qubit frequency reduces the impact of low frequency noise in the qubit frequency and improves the $T^{Rabi}$ from 7 to 11 $μ$s at a Rabi frequency of 5 MHz, resulting in Q-factors exceeding 50. Randomized benchmarking returns an average single gate control fidelity of 99.5 $\pm$ 0.3%. As a result of pulse-area calibration, this fidelity is limited by the Rabi Q-factor. These results show that a fast Rabi frequency, low charge noise, and a feedback protocol enable high fidelity in these Si-MOS devices, despite the low-frequency magnetic noise.
• Abstract（参考訳）: 産業用300mmウエハ法で作製したSi-MOS量子ドットにおいて, 電子スピン共鳴を用いたシリコン上絶縁体ウェハ(SOI)を用いた高忠実度単一量子ビット制御を実演した。 5MHzの比較的高い最適ラビ周波数が達成され、29-Si環境から電子スピンを動的に分離する。 キュービット周波数を追跡することで、キュービット周波数における低周波数ノイズの影響を低減し、Rabi周波数5MHzで$T^{Rabi}$7から11$μ$sに改善し、Q因子は50を超える。 ランダム化されたベンチマークでは、平均的な単一ゲート制御の忠実度は99.5$\pm$ 0.3%である。 パルス領域の校正の結果、この忠実度はラビQ因子によって制限される。 これらの結果は、低周波磁気ノイズにもかかわらず、高速なRabi周波数、低電荷ノイズ、フィードバックプロトコルにより、これらのSi-MOSデバイスにおいて高い忠実性が得られることを示している。

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