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本研究针对硅基自旋量子比特在二维扩展中面临的微波加热效应和串扰问题,创新性地采用基带跳跃控制方案。研究人员在28Si/SiGe异质结构上构建2×2量子点阵列,通过工程化纳米磁体设计实现了99.50(6)%保真度的hopping gate(跳跃门),有效规避了EDSR(电偶极自旋共振)操作中的瞬态频率偏移问题,为大规模硅基量子处理器发展提供了新思路。
在量子计算领域,硅基自旋量子比特因其与半导体制造工艺的兼容性被视为最具规模化潜力的候选者之一。然而传统电偶极自旋共振(EDSR)控制方法在扩展到二维阵列时面临严峻挑战:微波加热效应会导致脉冲诱导共振偏移(PIRS),且线性排列的量子点难以满足容错量子计算对连通性的要求。这些瓶颈问题严重制约着硅基量子处理器向实用化方向发展。
荷兰代尔夫特理工大学的研究团队在《Nature Communications》发表突破性研究成果,通过创新性地结合微磁体工程和基带控制技术,在28Si/SiGe异质结构上实现了二维量子点阵列的高保真度操控。该研究首次在同一器件上对比了传统EDSR控制与新型hopping gate(跳跃门)控制的性能差异,并提出了可扩展的纳米磁体设计方案,为大规模硅基量子处理器发展提供了关键技术路径。
研究团队采用射频反射测量技术对2×2量子点阵列进行单电子调控,通过Paul
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