論文の概要: zenDot: An LLM-integrated quantum TCAD platform for semiconductor quantum-device design and optimization automation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.16048v1
- Date: Mon, 17 Aug 2026 03:21:02 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-08-18 19:59:03.514183
- Title: zenDot: An LLM-integrated quantum TCAD platform for semiconductor quantum-device design and optimization automation
- Title（参考訳）: zenDot:半導体量子デバイス設計と最適化のためのLLM統合量子TCADプラットフォーム
- Abstract要約: zenDotは大規模言語モデル(LLM)統合量子TCADプラットフォームである。
物質が衝突したデバイス状態を、統一された凝縮物質物理学ツールボックスに接続する。
単一デバイス状態は、キャラクタリゼーションワークフローを再現し、ハイブリッド、トンネルチャージ、シングルトリップキュービット解析をサポートする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.288703321880058
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Semiconductor quantum-device design still lacks an integrated Technology Computer-Aided Design (TCAD)-like environment that connects material geometry, quantum many-body simulation, and automated design. Here we introduce zenDot, a large-language model (LLM)-integrated quantum TCAD platform that links a material-labelled device state to a unified condensed-matter physics toolbox. The device and calculation components are integrated into a desktop workbench, Python API, and an embedded LLM agent, allowing electrostatics, charge and transport characterization, correlated-state calculations, and qubit modelling to be executed within one reproducible environment. We demonstrate zenDot on a Si/SiO2 double quantum dot, where a single device state reproduces the characterization workflow and supports hybrid, tunnel-charge, and singlet-triplet qubit analyses. A platform-level universal-control scan revises the singlet-triplet operating point and reduces the predicted worst-gate infidelity by nearly 30-fold. Beyond analysis, the LLM agent directly operates the same physics environment as human users, proposing design changes, executing registered simulations, and iterating on solver-returned metrics under physics-aware validation. Across three demonstration tasks it completes 18 validated design iterations, including geometry modification followed by a full re-solve from the material stack. zenDot establishes a machine-operable quantum TCAD workflow that connects device physics with LLM-driven design exploration.
- Abstract（参考訳）: 半導体量子デバイス設計には、物質幾何学、量子多体シミュレーション、自動設計を接続するテクノロジー・コンピュータ支援設計(TCAD)のような環境がまだ欠けている。
本稿では,LLM統合量子TCADプラットフォームであるzenDotについて紹介する。
デバイスと計算コンポーネントは、デスクトップワークベンチ、Python API、組み込みLLMエージェントに統合され、静電気、電荷および輸送特性、相関状態計算、キュービットモデリングを1つの再現可能な環境内で実行することができる。
我々はSi/SiO2二重量子ドット上でzenDotを実演し、単一のデバイス状態がキャラクタリゼーションワークフローを再現し、ハイブリッド、トンネルチャージ、シングルトリップキュービット解析をサポートする。
プラットフォームレベルのユニバーサルコントロールスキャンは、シングルトリップの動作点を修正し、予測される最悪のゲート不忠実度を30倍近く削減する。
解析の他に、LLMエージェントは、人間と同じ物理環境を直接操作し、設計変更を提案し、登録されたシミュレーションを実行し、物理認識検証の下でソルバが返却したメトリクスを反復する。
3つのデモ作業で、18の検証済みの設計イテレーションを完了し、それには幾何学的な修正と、材料スタックからの完全な再解決が含まれる。
zenDotは、デバイス物理学とLLM駆動の設計探索を結びつける、マシン操作可能な量子TCADワークフローを確立する。
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