Bootstrapping, Autonomous Testing, and Initialization System for Si/SiGe Multi-quantum Dot Devices
Tyler J. Kovach, Daniel Schug, M. A. Wolfe, E. R. MacQuarrie, Patrick J. Walsh, Owen M. Eskandari, Jared Benson, Mark Friesen, M. A. Eriksson, Justyna P. Zwolak
半导体量子点(QD)设备已成为基于自旋量子计算的进步的核心。 然而,现代QD设备日益复杂,使得校准和控制 - 特别是在高温下 - 成为进步的瓶颈,突出了对强大和可扩展的自主解决方案的需求。 一个主要的障碍来自氧化物层内的捕获电荷,它诱导闸电极上的随机偏移电压变化,标准差约为当今最先进的设备中大约83的变化。 高效表征和调优大型 QD 量子比特阵列取决于自动化协议的选择。 在这里,我们引入了一个物理直观的框架,用于引导,自主测试和初始化系统(BATIS),旨在简化QD设备评估和校准。 BATIS导航高维门电压空间,自动化必要的步骤,如泄漏测试,形成所有电流通道,以及在存在被困电荷的情况下进行闸门表征。 对于形成当前通道,BATIS遵循一种非标准方法,无论通道数量如何,都需要一组测量。 BATIS在四QD Si/Si_xGe_1-x设备上以1.3的速度进行演示,消除了初始设备诊断过程中对深层低温环境的需求,显着提高了可扩展性并缩短了设置时间。 通过只需要对设备架构的最低限度的先验知识,BATIS代表了一个平台无关的解决方案,可适应各种QD系统,这弥合了QD自动调谐的关键差距。
Semiconductor quantum dot (QD) devices have become central to advancements in spin-based quantum computing. However, the increasing complexity of modern QD devices makes calibration and control – particularly at elevated temperatures – a bottleneck to progress, highlighting the need for robust and scalable autonomous solutions. A major hurdle arises from trapped charges within the oxide layers, which induce random offset voltage shifts on gate electrodes, with a standard deviation of approximate...
