鳍式场效应晶体管中高于4开尔文工作的空穴自旋量子比特
介观与纳米尺度物理
2023-02-07 v2 量子物理
摘要
量子计算最大的挑战在于实现可扩展性。经典计算曾面临可扩展性问题，后通过承载数十亿鳍式场效应晶体管（FinFET）的硅芯片得以解决。这些FinFET器件已小到可用于量子应用：在低温下，栅极下捕获的电子或空穴可作为自旋量子比特。这种方法潜在地允许量子硬件与其经典控制电路集成在同一芯片上。然而，这要求量子比特在高于1K的温度下工作，此时制冷可克服热耗散。在此，我们展示硅FinFET可承载高于4K工作的自旋量子比特。我们实现了对空穴自旋的快速电学控制，驱动频率高达150MHz，单量子比特门保真度达到容错阈值，且Rabi振荡品质因子大于87。我们的器件兼具工业兼容性与品质，并以灵活敏捷的方式制造，应可加速进一步发展。
引用
@article{arxiv.2103.07369,
title = {A hole spin qubit in a fin field-effect transistor above 4 kelvin},
author = {Leon C. Camenzind and Simon Geyer and Andreas Fuhrer and Richard J. Warburton and Dominik M. Zumbühl and Andreas V. Kuhlmann},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.07369},
year = {2023}
}