Si/SiGe 量子点电荷无序的统计结构

量子点基督自旋量子比特的特性在不同器件之间存在显著的可变性，这源于半导体纳米结构中不可避免存在的各种无序类型。其中一种重要来源是半导体-氧化物界面处的电荷无序，它导致量子点关键特性（如相互隧穿耦合和电子约束能）出现不可预测却又相关的波动。本研究提出了一种系统性的方法，用于表征和缓解此类无序的影响。我们利用 Si/SiGe 双量子点的数值有限元模型，生成大规模器件统计集合，模拟被捕获界面电荷的影响。该工作结果产生了一种预测性统计模型，能够生成用于训练机器学习算法的真实感人工数据。通过对数据集应用主成分分析 (PCA)，我们识别了无序影响该器件多维参数空间的主导模式。我们的发现表明，参数变化并非任意，而是集中沿少数几个主轴方向，即器件众多特性之间存在显著的相关性。我们最终将其与仅通过扫描栅极电压生成的控制模式进行比较，揭示了仅使用浮子栅控制的局限性。本工作为通过系统性地处理导致双量子点统计相关性的静电无序，提高自旋量子比特器件的可控性和运行良率提供了框架。