300 mm SiMOS 工艺制造的八量子比特器件操作
量子物理
2025-12-12 v1
摘要
硅自旋量子比特因其高相干性、可控性和制造性而成为量子计算的有力候选人。然而，目前规模化的互补金属-氧化物-半导体(CMOS)基实现仅限于少量量子比特。本文通过调谐和相干控制制造在 300 mm CMOS 兼容工艺中制作的八点线性阵列硅自旋量子比特，实现了超越两比特 regime 的操作可扩展性。所有八个量子比特成功调谐并表征为四对双点，展现出最高达 41(2) μs 的 Ramsey 去相位时间 T₂* 和最高达 1.31(4) ms 的 Hahn 脉冲相干时间 T₂^{Hahn}。通过级联式电荷探测协议实现对中心四个量子比特的读出，使整个多量子比特阵列的同时高保真测量成为可能。此外，我们演示了相邻量子比特之间具有低相位噪声的两量子比特门操作。我们在保持系统相干性的前提下，演示了将硅自旋量子比特阵列扩展至 8 量子比特的中等规模阵列的可能性。
引用
@article{arxiv.2512.10174,
title = {Eight-Qubit Operation of a 300 mm SiMOS Foundry-Fabricated Device},
author = {Andreas Nickl and Nard Dumoulin Stuyck and Paul Steinacker and Jesus D. Cifuentes and Santiago Serrano and MengKe Feng and Ensar Vahapoglu and Fay E. Hudson and Kok Wai Chan and Stefan Kubicek and Julien Jussot and Yann Canvel and Sofie Beyne and Yosuke Shimura and Roger Loo and Clement Godfrin and Bart Raes and Sylvain Baudot and Danny Wan and Arne Laucht and Chih-Hwan Yang and Wee Han Lim and Andre Saraiva and Christopher C. Escott and Kristiaan De Greve and Andrew S. Dzurak and Tuomo Tanttu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.10174},
year = {2025}
}