利用商用现货CMOS在亚开尔文温度下的复用量子输运
介观与纳米尺度物理
2020-05-20 v1 量子物理
摘要
量子信息处理的持续进步引发了范式转变，从主要验证量子力学真实性的研究，转向工程化实用量子计算所需数量的量子比特器件。在向大规模固态系统扩展的主要挑战之一，是运行于亚开尔文温度（高保真执行量子逻辑所需）的低温恒温器中有限的输入/输出(I/O)连接器。这一互连瓶颈同样存在于器件制备-测量循环中，该循环需要高通量和低温表征以开发量子处理器。在此，我们对亚开尔文温度下的二维电子气进行了复用量子输运。我们使用商用现货CMOS多路复用器，使导线数量增加一个数量级。利用该技术，我们将工业CMOS晶圆厂制造的300 mm外延晶圆推进到创纪录的电子迁移率(3.90.6)10 cm\slash Vs和渗流密度(6.90.4)10 cm，代表了迈向大型硅量子比特阵列的关键一步。我们设想该演示将启发用于量子信息的低温电子学的发展，并且由于其组装简单、低成本而又通用，我们预见类似的低温CMOS电路将被广泛用于量子工程系统的高通量量子测量与控制。
引用
@article{arxiv.1907.11816,
title = {Multiplexed quantum transport using commercial off-the-shelf CMOS at sub-kelvin temperatures},
author = {B. Paquelet Wuetz and P. L. Bavdaz and L. A. Yeoh and R. Schouten and H. van der Does and M. Tiggelman and D. Sabbagh and A. Sammak and C. G. Almudever and F. Sebastiano and J. S. Clarke and M. Veldhorst and G. Scappucci},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.11816},
year = {2020}
}