論文の概要: SiMOS quantum-dot spin qubits enabled by extreme-ultraviolet lithography

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.13121v1
• Date: Tue, 14 Jul 2026 17:13:24 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-16 16:39:12.539254
• Title: SiMOS quantum-dot spin qubits enabled by extreme-ultraviolet lithography
• Title（参考訳）: 極紫外リソグラフィーにより実現されたSiMOS量子ドットスピン量子ビット
• Abstract要約: 極紫外(EUV)リソグラフィーを用いて作製したSiMOSスピン量子ビットの高性能化を実証した。 EUVリソグラフィーは、高忠実度SiMOSスピン量子ビットに基づく量子プロセッサの実行可能な製造技術である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.825976035671465
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: The realization of large-scale silicon quantum processors requires spin qubits compatible with advanced semiconductor manufacturing technologies, demanding lithographic processes that combine nanometer-scale precision with exceptional uniformity. Although the highest-performing silicon spin qubits demonstrated to date have relied on electron-beam (e-beam) lithography, its serial exposure process limits reproducibility studies and wafer-scale fabrication. Here, we demonstrate high-performance silicon metal-oxide-semiconductor (SiMOS) spin qubits fabricated using extreme-ultraviolet (EUV) lithography in a 300 mm semiconductor pilot line. We report wafer-scale quantum-dot uniformity metrics, including 100 % room-temperature gate-to-gate leakage yield and sub-nanometer control of critical gate dimensions. We characterize four double-dot systems realized in two triple-quantum-dot devices. Gate set tomography (GST) reveals consistently high fidelities across all four systems, with values up to 99.8 % for SPAM, 99.9 % for single-qubit gates, and 99.1 % for two-qubit gates. The devices exhibit highly reproducible exchange turn-on characteristics of 10-13 dec/V, indicating high fabrication uniformity enabled by EUV patterning. These results establish EUV lithography as a viable manufacturing technology for quantum processors based on high-fidelity SiMOS spin qubits.
• Abstract（参考訳）: 大規模シリコン量子プロセッサの実現には、先進的な半導体製造技術と互換性のあるスピン量子ビットが必要であり、ナノメートルスケールの精度と例外的な均一性を組み合わせたリソグラフィプロセスが必要である。 これまでに実証された最も高性能なシリコンスピン量子ビットは電子ビーム(eビーム)リソグラフィーに依存しているが、そのシリアル露光過程は再現性の研究とウェハスケールの製作を制限している。 本稿では, 極紫外(EUV)リソグラフィーで作製した高性能シリコン金属酸化物半導体(SiMOS)スピン量子ビットを300mm半導体パイロット線で示す。 本稿では,100%の室温ゲート-ゲートリーク収率と,臨界ゲート次元のサブナノメータ制御を含む,ウェハスケールの量子ドット均一度指標について報告する。 2つの3量子ドットデバイスで実現された4つのダブルドットシステムを特徴付ける。 ゲートセットトモグラフィー(GST)は、SPAMでは99.8%、シングルキュービットゲートでは99.9%、2キュービットゲートでは99.1%という、4つのシステムで一貫して高い忠実度を示す。 この装置は10〜13 dec/Vの高再現性交換ターンオン特性を示し、EUVパターン化により高い製造均一性を示す。 これらの結果は、高忠実度SiMOSスピン量子ビットに基づく量子プロセッサの実行可能な製造技術として、EUVリソグラフィーを確立する。

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