单电子盒的本征噪声

射频单电子盒因其高灵敏度与小尺寸，正成为半导体基量子计算器件中有吸引力的电荷传感器，这有助于设计高度连接的量子比特架构。然而，由于缺乏噪声模型，对其终极灵敏度的理解尚付阙如。本文中，我们量化了单电子盒的本征噪声，该噪声源于周期性栅压驱动下量子点与 reservoir 之间随机循环电子隧穿。我们采用主方程形式体系与马尔可夫蒙特卡洛模拟计算栅噪声电流，发现该噪声机制可表征为循环平稳过程。我们考量了此循环平稳噪声对单电子盒传感器在自旋量子比特快速高保真读出中终极灵敏度的影响，特别评估了射频反射测量实现的结果及传感器对量子比特的反作用。此外，我们确定了本征噪声极限可被实验测量的条件，以及抑制该噪声以提升量子比特读出保真度的技术。