論文の概要: Control-Noise Trade-offs in Industrially Integrated ${}^{28}\mathrm{Si}/\mathrm{SiGe}$ Spin-1/2 Qubits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.41890v1
- Date: Fri, 30 Oct 2026 15:33:36 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-11-02 22:05:31.790802
- Title: Control-Noise Trade-offs in Industrially Integrated ${}^{28}\mathrm{Si}/\mathrm{SiGe}$ Spin-1/2 Qubits
- Title（参考訳）: 工業集積 ${}^{28}\mathrm{Si}/\mathrm{SiGe}$ Spin-1/2 Qubits における制御ノイズトレードオフ
- Abstract要約: シリコンスピンキュービットをフォールトトレラントプロセッサにスケーリングするには、半導体ファウントリーの統合が必要である。
ここでは、Intelの産業互換300mmプロセスを用いて作製された28mathrmSi/mathrmSiGe$ electron spin-1/2 qubitsについて検討する。
プリミティブな$/2$ゲートのフィデリティはIntelデバイスで99.99%に達する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Scaling silicon spin qubits to fault-tolerant processors requires semiconductor foundry integration, yet it remains unclear how industrial fabrication and dense device integration affect qubit control and noise. Here we study ${}^{28}\mathrm{Si}/\mathrm{SiGe}$ electron spin-1/2 qubits fabricated using Intel's industry-compatible 300 mm process and incorporating micromagnets for electrically driven spin resonance, using a high-performance device fabricated in the RIKEN research cleanroom as a reference. Primitive $π/2$-gate fidelities reach the 99.99% level in the Intel devices, which also exhibit longer idle coherence, weaker low-frequency correlations and reduced qubit-to-qubit variability across several measured characteristics. In the present Intel devices, the micromagnets are integrated inline with the back-end-of-line (BEOL) contact routing, with their separation from the quantum well set through the vertical stack design. Relative to the reference, their larger separation contributes to weaker longitudinal and transverse magnetic-field gradients. The weaker longitudinal gradient suppresses the conversion of charge noise into qubit-frequency fluctuations, whereas the weaker transverse gradient reduces electrically driven spin-resonance efficiency and makes drive-dependent errors relevant at lower Rabi frequencies. Additional BEOL routing and metal levels required for two-dimensional arrays make such placement decisions increasingly consequential when scaling. These results establish an integration-level control-noise trade-off linking micromagnet placement within densely routed layouts to achievable gate performance, while very high-fidelity operation remains possible in industrially fabricated devices.
- Abstract（参考訳）: シリコンスピン量子ビットをフォールトトレラントプロセッサにスケーリングするには半導体ファウントリー統合が必要であるが、工業的製造と高密度デバイス統合がキュービット制御とノイズにどのように影響するかは定かではない。
本稿では、Intelの産業互換300mmプロセスを用いて作製された${}^{28}\mathrm{Si}/\mathrm{SiGe}$ electron spin-1/2 qubitsについて、RIKEN研究クリーンルームで作製された高性能デバイスを用いて、電気駆動スピン共鳴のためのマイクロマグネットを統合する。
プリミティブな$π/2$-gateファイアリティは、Intelデバイスにおいて99.99%のレベルに達し、アイドルコヒーレンス、低周波数相関の弱さ、およびいくつかの測定された特性の量子ビット対量子ビットのばらつきを減少させる。
現在のIntelデバイスでは、マイクロマグネットはバック・エンド・オブ・ライン・コンタクト・ルーティング(BEOL)とインラインに統合され、垂直スタック設計を通じて量子井戸から分離される。
基準に対して、それらの大きな分離は、より弱い縦方向と横方向の磁場勾配に寄与する。
より弱い縦勾配は電荷ノイズのクビット周波数変動への変換を抑制する一方、弱い横勾配は電気的に駆動されるスピン共鳴効率を低下させ、低ラビ周波数における駆動依存誤差を減少させる。
2次元アレイに必要となるBEOLルーティングと金属レベルは、スケーリング時にこのような配置決定がますます適切になる。
これらの結果から,密集経路配置内のマイクロマグネット配置とゲート性能を両立させる統合レベルの制御-ノイズトレードオフが確立された。
関連論文リスト
- Flux-noise-resilient transmon qubit via a doubly-connected gradiometric design [3.9569312312512213]
ナノエアブリッジを組み込んで2つのループを繋ぐ2重接続のグラジオメトリックトランスモンを提示する。
この設計は完全な電気調整性を保持し、標準のX-モン制御と読み出しと完全に互換性がある。
また、磁気シールドを使わずとも、長期間の周波数安定性も良好である。
論文 参考訳（メタデータ） (2026-01-05T14:07:40Z) - A Linear Quantum Coupler for Clean Bosonic Control [40.363378379378524]
理想的な量子非線形性は、高い強度で所望のコヒーレント過程を選択的に活性化する。
ジョゼフソンの非線形性の広い帯域幅は、望ましくない駆動誘起遷移とデコヒーレンス制限によるキュービット読み出し、ゲート、カプラ、増幅器によってこれを困難にしている。
両強度を組み合わせ、アイドル時に(カーフリーだけでなく)本質的に線形にし、高強度で駆動してもクリーンなパラメトリックプロセスを活性化するエンジニアリングされた選択規則を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-01-29T22:26:14Z) - A spinless spin qubit [0.0]
量子ビットの全電気的ベースバンド制御は、クロストークや熱発生の問題を取り除くことで量子プロセッサのスケールアップを容易にする。
半導体量子ドットにおいて、これは交換のみの量子ビットのようなマルチスピン量子ビット符号化によって実現される。
我々の設計は半導体スピン量子ビット技術のための堅牢でスケーラブルな経路を提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-12-18T09:38:35Z) - Passive and active suppression of transduced noise in silicon spin
qubits [0.0]
シリコンスピン量子ビットの共振雑音に対する開ループ抑制技術について述べる。
適応量子ビット制御はシステム内の非マルコフノイズを低減させる。
この手法は、複数のハミルトンパラメータを学習するために使用することができ、回路パラメータの断続的な校正に有用である。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-03-05T05:44:23Z) - Fast ZZ-Free Entangling Gates for Superconducting Qubits Assisted by a
Driven Resonator [42.152052307404]
量子ビット間の不規則な相互作用をキャンセルする簡単なスキームを提案する。
このようなスキームにより,短時間かつ高忠実なエンタングルゲートが実現可能であることを数値的に示す。
我々のアーキテクチャはZZフリーであるだけでなく、余分なノイズ成分も含まない。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-11-02T15:42:02Z) - Long-distance photon-mediated and short-distance entangling gates in
three-qubit quantum dot spin systems [0.0]
超伝導マイクロ波共振器カップラは、モジュラー半導体量子ドット(QD)スピン量子ビットプロセッサにおいて不可欠なコンポーネントとなる。
2電子トリプルQD共振器と1電子二重QDを結合した2電子トリプルQD共振器である。
解析的手法と数値的な結果の組み合わせを用いて、3ビットの論理部分空間を記述する効果的なハミルトニアンを導出する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-07-25T14:15:55Z) - The SpinBus Architecture: Scaling Spin Qubits with Electron Shuttling [42.60602838972598]
本研究では、電子シャットリングを用いて量子ビットを接続し、低動作周波数と拡張量子ビットコヒーレンスを特徴とするSpinBusアーキテクチャを提案する。
室温計を用いた制御は、少なくとも144量子ビットを確実に支持できるが、もっと多くの数値が低温制御回路で認識できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-28T16:24:11Z) - Topological Josephson parametric amplifier array: A proposal for directional, broadband, and low-noise amplification [39.58317527488534]
低ノイズマイクロ波増幅器は、量子技術や電波天文学などの分野で弱い信号を検出するために不可欠である。
サイトが少ないコンパクトデバイスは、数百MHzからGHzの範囲で20dB以上のゲインを達成できることを示す。
また、このデバイスは量子ノイズ限界付近で動作し、最大15%の加工障害に対するトポロジ的保護を提供する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-27T18:07:20Z) - Unimon qubit [42.83899285555746]
超伝導量子ビットは、量子コンピュータを実装する最も有望な候補の1つである。
本稿では,高非線形性,dc電荷雑音に対する完全な感度,フラックス雑音に対する感度,共振器内の1つのジョセフソン接合のみからなる単純な構造を結合した超伝導量子ビット型ユニモンについて紹介し,実演する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-11T12:57:43Z) - A singlet triplet hole spin qubit in planar Ge [40.24757332810004]
GroupIVホールスピン量子ビットは、操作の容易さとSi技術との互換性のため、関心の焦点に移行している。
平面Geの面外孔g-要素を利用して,Alの臨界場である10mT以下の磁場で作動するホールスピン量子ビットを実演する。
その結果,Geホール一重項量子ビットは最先端のGaAsおよびSi一重項量子ビットと競合していることがわかった。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-27T14:41:08Z) - Dispersive measurement of a semiconductor double quantum dot via 3D
integration of a high-impedance TiN resonator [0.0]
量子ドットスピン量子ビットのスケーリングにおける大きな課題の1つは、密度の高い配線要件である。
本稿では、高インピーダンス超伝導共振器を用いて量子ビットを分散させることにより、この問題を解決する方法について述べる。
この研究は、空洞を介する相互作用を持つ2次元量子ドット量子ビットアレイの道を開いた。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-17T16:39:11Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。