利用工程化介电表面几何在固态氖上实现确定性单电子俘获

悬浮在固态氖表面的电子量子比特最近已成为一种有前景且本质上抗噪声的量子信息处理平台。其超洁净、惰性的环境抑制了与晶格无序、电荷陷阱和核自旋浴相关的传统退相干途径，这些途径限制了半导体量子比特的相干性。然而，不受控制的表面特征，如凸起、谷和电极限定的间隙，可能会无意中束缚电子，导致电荷噪声并诱导自旋轨道耦合介导的退相干。为了应对这一挑战，我们提出了一种工程化界面，其中在固态氖下方沉积介电层以提供原子级光滑的模板，消除表面粗糙度诱导的俘获。通过在该介电层的所需量子比特位置选择性蚀刻，可以工程设计确定性的势能最小值，以可靠地捕获电子，同时抑制不需要的表面束缚态。我们进行了大规模薛定谔和泊松模拟，以比较现有和提出的氖上电子俘获策略，与最近的实验测量结果取得了良好的一致性。