降低局部谷分裂对²⁸Si/SiGe中传送带式自旋穿梭相干性的影响

硅量子芯片为实现可扩展的容错量子计算提供了一条前景广阔的路径,其具备容纳数百万量子位的潜力。然而,密集量子点阵列的规模化以及通过穿梭实现量子位互连受到谷分裂能(E_VS)不受控制的横向变化的阻碍。该团队在一个28Si/Si₀.₇Ge₀.₃穿梭器件的40 nm × 400 nm区域内绘制了E_VS分布图,并分析了通过传送带式穿梭传输的单电子自旋的相干性。研究观察到E_VS在1.5 μeV至200 μeV的宽范围内变化,且主要受SiGe合金无序性支配。在低E_VS区域和自旋-谷共振点,自旋相干性降低,且其对穿梭速度的依赖性与预测相符。快速频繁穿越低E_VS区域会引发一种增强自旋相干性的机制,这可通过运动窄化效应解释。通过选择避开E_VS图谱中有问题区域的穿梭轨迹,该工作实现了数十微米距离的传输,其相干性仅受限于与静态电子自旋(与移动量子位纠缠)的耦合。这些结果为移动电子自旋量子位的自旋退相干理论提供了实验验证,并提出了将传送带模式量子位穿梭集成到硅量子芯片中的实用策略。
作者所在地: VIP可见
作者单位: VIP可见
页数/图表: 登录可见
提交arXiv: 2025-10-04 10:45

量科快讯