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不同自旋量子比特编码之间的快速量子接口
摘要： 半导体量子点中的单自旋量子比特因实现了高于99.9%的高单量子比特门保真度及具有长相干时间的两量子比特门操作，有望实现通用量子计算。然而其初始化与读出速度比控制操作慢数个数量级，这对实施纠错码等基于测量的协议不利。相比之下，编码于双自旋子空间的单重态-三重态量子比特具有高保真快速读出的优势。本文展示了一种融合这两种不同自旋量子比特实现方案优势的混合系统，通过电调谐的量子比特间交换耦合实现了两种编码间的量子接口。我们演示了作用时间仅5.5纳秒（远快于实测211纳秒的退相位时间）的受控相位门。该混合架构将有助于解决构建可扩展自旋基量子计算机剩余的关键问题。
关键词： 自旋量子比特、量子计算、受控相位门、半导体量子点、单重态-三重态量子比特
更新于2025-09-10 09:29:36
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面向量子计算集成电路的22纳米FDSOI CMOS技术低温特性研究
摘要： 提出了一种实现大规模、"高温"高保真量子计算集成电路的方法，该方法基于与毫米波自旋操控及读出电路技术单片集成的单/多耦合量子点电子/空穴自旋量子比特。对最小尺寸的6nm×20nm×80nm硅沟道n型MOSFET（电子自旋量子比特）、硅锗沟道p型MOSFET（空穴自旋量子比特）以及双量子点互补量子比特的测量显示，在2K温度下亚阈值区存在强量子效应——这是量子点共振隧穿的特征。自旋读出用跨阻放大器（TIA）的S参数测量表明其性能从300K到2K得到提升。最终该量子比特-TIA电路具有50Ω输出阻抗、78dBΩ跨阻增益和70GHz单位增益带宽，功耗为3.1mW。
关键词： 互补金属氧化物半导体、绝缘体上硅、量子信息处理、射频、单片集成电路、半导体量子点、硅、低温学
更新于2025-09-10 09:29:36