采用300毫米绝缘体上硅晶圆在天然硅-金属氧化物半导体量子点中实现高保真度量子比特控制

该研究团队展示了在工业级300毫米绝缘体上硅(SOI)晶圆工艺制备的天然硅-金属氧化物半导体(Si-MOS)量子点中,通过电子自旋共振实现高保真度单量子比特控制。实验实现了5MHz的较高最优拉比频率,动态解耦了电子自旋与其Si-29核自旋环境的耦合。通过实时追踪量子比特频率,有效抑制了低频噪声对量子比特频率的影响,将5MHz拉比频率下的TRabi时间从7μs提升至11μs,使品质因数(Q-factor)突破50。随机基准测试测得平均单量子门操控保真度达99.5±0.3%。由于脉冲面积校准的优化,该保真度目前受限于拉比品质因数。这些结果表明,即便存在低频磁噪声,快速拉比频率、低电荷噪声及反馈协议的综合应用仍可使此类Si-MOS器件实现高保真度操控。

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提交arXiv: 2025-12-04 18:06

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