克服配置瓶颈:实现稳定半导体自旋量子比特阵列的模块化路径

过去十年间,半导体自旋量子比特已从少数量子比特的演示阶段,发展到采用日益可重复的学术和工业流程制造的大规模器件。这一进展标志着一个转折点:核心挑战已不再是在精心调谐的器件中展示高保真度操作,而是要在众多相互依赖的控制参数、多样的器件几何结构以及不同的材料平台上,可靠地发现、验证并维持稳定的工作条件。在这篇展望文章中,该团队将自旋量子比特操作定义为一个模块化的自动化问题。该团队将工作流程分解为五个模块:基于最少先验信息的启动、配置调谐、将物理门虚拟化为有效控制轴、量子比特级调谐,以及包含漂移感知维护的操作层。借助该团队工作及更广泛研究领域的最新演示结果,该团队论证了可扩展性将取决于模块间的明确接口、标准化的中间数据产品,以及吞吐量、成功率、稳定性时间、恢复时间和鲁棒性等工作流程级指标。最后,通过概述从孤立的调谐演示迈向持续运行所需的基础设施,包括量子比特性能感知的反馈、可复用的软件和基准测试任务,以及实验、理论和软件工作之间的紧密协作,该团队对全文进行总结。
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提交arXiv: 2026-06-29 20:17

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