毫开尔文温度下两种异质结双极晶体管放大电路的单次读出性能

M. J. Curry; M. Rudolph; T. D. England; A. M. Mounce; R. M. Jock; C. Bureau-Oxton; P. Harvey-Collard; P. A. Sharma; J. M. Anderson; D. M. Campbell; J. R. Wendt; D. R. Ward; S. M. Carr; M. P. Lilly; M. S. Carroll

毫开尔文温度下两种异质结双极晶体管放大电路的单次读出性能

介观与纳米尺度物理 2019-01-16 v1

作者: M. J. Curry , M. Rudolph , T. D. England , A. M. Mounce , R. M. Jock , C. Bureau-Oxton , P. Harvey-Collard , P. A. Sharma , J. M. Anderson , D. M. Campbell , J. R. Wendt , D. R. Ward , S. M. Carr , M. P. Lilly , M. S. Carroll

在 arXiv 上查看 ↗ PDF ↗

摘要

自旋量子比特的高保真单次读出要求区分态的速度远快于自旋态的 T1 时间。提高读出保真度与带宽(BW)的一种方法是低温放大,即在引入噪声源之前对来自量子比特的信号进行放大,从而使室温放大器可在较低增益和较高带宽下工作。我们比较了两种低温放大电路的性能:电流偏置异质结双极晶体管电路(CB-HBT)与交流耦合 HBT 电路(AC-HBT)。两种电路均安装在稀释制冷机的混合室级上,并通过印刷电路板(PCB)连接到硅金属氧化物半导体(Si-MOS)量子点器件。CB-HBT 的功耗范围为 0.1 至 1 {\mu}W,而 AC-HBT 的功耗范围为 1 至 20 {\mu}W。折算到输入端,两种电路的噪声谱密度均较低,处于 15 至 30 fA/ $\sqrt{\textrm{Hz}}$ 范围。CB-HBT 与 AC-HBT 的电荷灵敏度分别为 330 {\mu}e/ $\sqrt{\textrm{Hz}}$ 和 400 {\mu}e/ $\sqrt{\textrm{Hz}}$ 。在进行的单次读出中,两种电路均可在小于 10 {\mu}s 内实现低于 $10^{-3}$ 的比特错误率,该错误率是量子纠错的一个假定阈值。

关键词

单次读出低温放大异质结双极晶体管自旋量子比特毫开尔文温度电荷灵敏度量子纠错

引用

@article{arxiv.1901.04570,
  title  = {Single-Shot Readout Performance of Two Heterojunction-Bipolar-Transistor Amplification Circuits at Millikelvin Temperatures},
  author = {M. J. Curry and M. Rudolph and T. D. England and A. M. Mounce and R. M. Jock and C. Bureau-Oxton and P. Harvey-Collard and P. A. Sharma and J. M. Anderson and D. M. Campbell and J. R. Wendt and D. R. Ward and S. M. Carr and M. P. Lilly and M. S. Carroll},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1901.04570},
  year   = {2019}
}

备注

11 pages, 13 figures

毫开尔文温度下两种异质结双极晶体管放大电路的单次读出性能

摘要

关键词

引用

备注

相关论文