Ge孔自旋量子比特中g张量空间均匀性与自旋轨道相互作用
介观与纳米尺度物理
2025-10-07 v1 量子物理
摘要
Ge/SiGe异质结构中的空穴已成为半导体自旋量子比特的主要平台，由于其高制约质量、二维数组、可调性强以及较大的栅极结构尺寸。大规模量子比特阵列运行的一个限制因素是由于g张量的强各向异性导致的量子比特频率或性质的显著变化。我们研究了沿两款设备上几何为Y形的阵列中六个和七个量子比特的g张量。我们报告了g张量垂直主轴倾斜角的平均分布约为1.1度，其中相邻量子点更可能具有相似的倾斜角度。除了该倾斜角外，与简单理论预测不同，我们发现强的平面内g张量各向异性，邻近量子点之间存在强相关性。此外，在一款所有g张量主轴均沿[100]晶体方向对齐的器件中，我们从相邻点对中提取自旋翻转隧穿向量，发现其模式与均匀的Dresselhaus式自旋轨道场相一致。Y型栅极布局和量子点安排使我们能够排除如静电制约形状或局部应变等局部因素作为 preferential 方向的来源。我们的结果揭示了自旋轨道相互作用和g张量之间长程相关性，这些相关性以前并未预测或观察到，对可靠地理解德鲁本量子点中的g张量可能具有关键意义。
引用
@article{arxiv.2510.03125,
title = {Spatial uniformity of g-tensor and spin-orbit interaction in germanium hole spin qubits},
author = {Inga Seidler and Bence Hetényi and Lisa Sommer and Leonardo Massai and Konstantinos Tsoukalas and Eoin G. Kelly and Alexei Orekhov and Michele Aldeghi and Stephen W. Bedell and Stephan Paredes and Felix J. Schupp and Matthias Mergenthaler and Gian Salis and Andreas Fuhrer and Patrick Harvey-Collard},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.03125},
year = {2025}
}