耦合至高Q谐振器的自旋量子比特的全电学操作

构建实用量子处理器涉及集成数百万个物理量子比特以及用于单量子比特操控与读出的必要组件。门控硅自旋阵列为实现这一目标提供了有前景的路径。基于超导电感的优化射频谐振器具有高内禀品质因数，可实现快速自旋读出。全电学自旋控制与门控色散读出无需额外器件组件，简化了扩展。然而，超导高Q储能电路易受电学量子比特控制脉冲引起的串扰诱导的谐振升压影响，这会导致量子点电势波动，并被认为会降低量子比特性能。本文报道了在1.5K温度下对空穴自旋量子比特进行相干且全电学控制的实验结果，该量子比特集成于硅鳍场效应晶体管中，并连接至铌氮化纳米线电感门传感器。实验表明，当控制脉冲频谱与储能电路谐振频率重叠时，具有宽范围高次谐波的控制脉冲会激发储能电路谐振升压。如果储能电路谐振振幅超过量子点的激发态劈裂，则会导致读出可见度降低，破坏Pauli自旋阻塞，从而引发态制备与测量误差。我们展示了如何通过围绕储能电路谐振频率设计控制脉冲来规避这些效应。重要的是，我们发现谐振升压并不限制自旋相干时间，表明高Q谐振器在门传感中与全电学自旋控制是兼容的。