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
• 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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