利用外延应变锗在微米尺度上扩展低噪声自旋量子比特
介观与纳米尺度物理
2025-08-11 v2
摘要
半导体自旋量子比特系统异质材料堆栈中的无序性引入了损害量子信息处理的噪声，对相干控制大规模量子器件构成了挑战。在这里，我们利用在 Ge 晶圆上生长的 Ge/SiGe 异质结构中的低无序外延应变量子阱，全面探测了复杂微米尺度器件的噪声特性，这些器件由多达十个量子点和四个排列在二维阵列中的射频电荷传感器组成。我们展示了在晶圆不同位置 1 Hz 处的平均电荷噪声为 ，为量子限制空穴提供了基准。然后，我们在这些异质结构中建立了空穴自旋量子比特控制，并通过自旋回波测量将我们的研究从电噪声扩展到磁噪声。利用动态解耦序列，我们量化了由与 Ge 有自旋同位素的超精细相互作用引起的功率谱密度分量，并确定了与 Ge 量子阱附近 Si 核自旋库相互作用相关的相干性调制。我们估计来自 Ge 的积分超精细噪声幅度 为 180(8) kHz，来自 Si 的为 47(5) kHz，这凸显了对量子比特宿主环境进行完全同位素纯化的必要性。
引用
@article{arxiv.2411.11526,
title = {Exploiting epitaxial strained germanium for scaling low noise spin qubits at the micron-scale},
author = {Lucas E. A. Stehouwer and Cécile X. Yu and Barnaby van Straaten and Alberto Tosato and Valentin John and Davide Degli Esposti and Asser Elsayed and Davide Costa and Stefan D. Oosterhout and Nico W. Hendrickx and Menno Veldhorst and Francesco Borsoi and Giordano Scappucci},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.11526},
year = {2025}
}