Si/SiGe量子点器件中交换相位的3D断层扫描

交换相互作用是自旋量子处理器操作的基础构建模块。提取作为基准栅极电压函数的交换相互作用系数J(V)，对于理解失序、准确模拟器件性能及以高保真度运行自旋量子比特至关重要。典型的自旋量子比特器件中对交换的相干测量会产生累积相位调制余弦，其本身是交换积分的时间积分。因此，从实验数据中提取J(V)面临着反余弦歧义、相位解缠对噪声敏感性以及积分反演问题。为获取J(V)，我们针对前两者挑战进行了解决，以揭示累积相位φ(V)。我们融合多领域技术，稳健地从二维测量序列中提取并建模3D相位体积。具体而言，我们提出一种获取包裹相位的测量技术，类似于相位位移数字全息术，并运用max-flow/min-cut相位解缠方法（PUMA）在3D电压空间中解缠相位。我们表明该方法对观测到的最小器件漂移具有鲁棒性，这通过增加扫描分辨率加以确认。在构建提取相位的模型后，我们对模型进行优化，以在电压空间中定位最小梯度π交换脉冲点。本文所述的测量协议可能为理解主导器件收益的变异性提供详细信息，使在运行中为特定器件校准模型以实现更精细的误差归因，以及系统性优化量子比特控制。我们预期本文所述方法可能适用于其他量子比特平台。