在无序 Si/SiGe 量子点中,通过平滑速度穿梭抑制谷激发
相干电子穿梭是实现可扩展硅量子计算架构的关键要求。然而,在硅量子比特中,近乎简并的导带谷的存在带来了重大挑战,因为非绝热跃迁到激发谷态会通过自旋-谷混合导致自旋退相。在本文中,该团队提出了一种平滑速度穿梭协议来抑制这些谷态激发。通过将穿梭速度包络的时域设计映射到信号处理中的窗函数设计问题,该研究建立了一种分析性和直观的设计准则,无需计算成本高昂的数值优化。研究人员证明,通过基于Tukey窗施加调频栅极电压,可以有效抑制穿梭速度频谱的高频旁瓣。通过结合真实谷景空间随机性的数值模拟,该工作表明,所提出的平滑速度控制在中低无序度区域(\(|Δ_0|/σ_Δ\simeq \mathcal{O}(1)\))显著降低了平均自旋不保真度。此外,该团队阐明,在具有大确定性谷耦合 \(|Δ_0|\) 设计的器件中,将该平滑技术与之结合可增强对谷无序的鲁棒性。这些结果强调,这种简单的控制层速度整形为在大规模硅量子处理器中实现高保真自旋输运提供了一条稳健途径。

