Commercial CMOS Process for Quantum Computing: Quantum Dots and Charge Sensing in a 22 nm Fully Depleted Silicon-on-Insulator Process
介观与纳米尺度物理
2025-08-14 v2 量子物理
摘要
在行业标准的全耗尽硅绝缘层 CMOS 结构通道中形成电子或空穴的量子点，是一个面向可扩展量子比特架构的有前景的方案。本文报告了使用 GlobalFoundries 22FDX(TM) 工业工艺制造的纳米结构的测量结果。我们在此演示，通过施加背极和栅压电压，在器件通道中形成量子点。我们报告了随着障栅电压与背栅电压组合变化而对量子点能级进行有效 detuning 的结果。鉴于向更大数量的量子比特进行规模化放大的需求和重要性，我们在此演示了在量子点阵列边缘实现单个电子盒传感器，以实现在不同操作模式下进行有效的电荷感知——即在单个和双量子点中进行电荷跃迁的感知。我们还报告了测量结果，显示在栅间隙变化的情况下可以形成偏置三角形对并对耦合的量子点进行精确控制。所报告的测量结果首次在商业工艺中展示了能够控制量子点阵列中多个量子点的形成和耦合，并通过单个电子盒传感器对其电荷状态进行感知。
引用
@article{arxiv.2412.08422,
title = {Commercial CMOS Process for Quantum Computing: Quantum Dots and Charge Sensing in a 22 nm Fully Depleted Silicon-on-Insulator Process},
author = {S. V. Amitonov and A. Aprà and M. Asker and B. Barry and I. Bashir and P. Bisiaux and E. Blokhina and P. Giounanlis and P. Hanos-Puskai and M. Harkin and I. Kriekouki and D. Leipold and M. Moras and C. Power and N. Samkharadze and A. Sokolov and D. Redmond and C. Rohrbacher and X. Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.08422},
year = {2025}
}