基于栅极的硅中自旋单次读出
量子物理
2019-05-27 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
硅量子点中的电子自旋为实现有用量子处理器所需的大量耦合量子比特提供了一条有前景的途径。目前，必要的单次自旋量子比特测量是使用片上电荷传感器进行的，该传感器与量子点电容耦合。然而，随着量子比特数量的增加，由于电荷传感器的占位面积和复杂性，加上其与量子点所需的邻近性，这种方法变得不切实际。或者，可以通过检测量子点间自旋依赖电子隧穿的复阻抗来直接测量自旋态。这可以使用定义量子点本身的单个栅电极上的射频反射测量来实现，显著减少了栅极数量和架构复杂性，但迄今为止尚无法使用此技术实现单次自旋读出。在此，我们探测了双量子点中的单电子隧穿，并证明基于栅极的传感可用于单次读出电子自旋态，平均读出保真度为 73%。该结果展示了朝向使用紧凑栅极设计并行读出许多自旋量子比特的关键一步，而这种设计将是大规模半导体量子处理器所需要的。
引用
@article{arxiv.1809.01864,
title = {Gate-based single-shot readout of spins in silicon},
author = {A. West and B. Hensen and A. Jouan and T. Tanttu and C. H. Yang and A. Rossi and M. F. Gonzalez-Zalba and F. E. Hudson and A. Morello and D. J. Reilly and A. S. Dzurak},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.01864},
year = {2019}
}