量智信息中心_量科网

金属氧化物半导体（MOS）技术是开发基于自旋量子比特的量子计算机的理想平台。该技术的规模化应用将受益于紧凑且高灵敏度的传感器，这类传感器能最大限度减少对量子比特连接的限制，同时具备工业化量产可行性。本文展示了一种集成在平面MOS量子点（QD）双线性晶胞中的紧凑型色散自旋量子比特传感器——单电子盒（SEB），该器件采用工业级300毫米晶圆工艺制造。通过独立调控SEB与双量子点隧穿速率，我们将传感器优化至在340微秒内实现99.92%的读取保真度（20微秒内达99%），这一性能指标与体积更大的传感器相当。此外，我们建立了双电子自旋动力学的隐马尔可夫模型，可更精确计算测量结果从而提升读取保真度。研究结果表明：在硅基自旋量子比特架构中引入高保真度传感器，既能保持足够的量子比特连接性，又能实现更快读取速度和更高效的初始化方案。