由金属结构限定的硅量子装置结构制造方法及图纸

提供了一种硅基量子装置。该装置包括：第一金属结构(501)；与第一金属结构横向间隔开的第二金属结构(502)；以及由第一金属结构与第二金属结构之间的间隔限定的L形长形通道(520)；其中该长形通道具有连接该长形通道的两个长形部分的顶点(505)。该装置进一步包括：位于长形通道中的第三金属结构(518)，即介体栅；第四金属结构(531)，第四金属结构(531)形成布置在第三金属结构的第一端的第一势垒栅；以及第五金属结构(532)，第五金属结构(532)形成布置在所述第三金属结构的第二端处的第二势垒栅。第一金属结构、第二金属结构、第三金属结构、第四金属结构和第五金属结构被配置为分别连接至第一电势、第二电势、第三电势、第四电势和第五电势。第一电势、第二电势、第三电势、第四电势和第五电势是可控制的以限定电势阱，从而将量子电荷载流子限制在长形通道下方的长形量子点内。第四电势和第五电势以及第四金属结构和第五金属结构的位置分别限定长形通道的第一端和第二端。该势阱的宽度是由该第一金属结构和第二金属结构的位置及其对应的电势来限定的；并且该势阱的长度是由第四金属结构和第五金属结构的位置及其对应的电势来限定的。第三电势是可控制的以调整电势阱中的量子电荷载流子能级。子电荷载流子能级。子电荷载流子能级。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】由金属结构限定的硅量子装置结构


[0001]本专利技术涉及一种用于量子计算的硅基量子装置。

技术介绍

[0002]量子计算通常需要大量的量子比特。在近期中等规模量子计算或中等规模带噪声量子装置(NISQ)时代，量子计算过程可以使用50
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100个量子比特。量子比特通常被布置在量子装置内的密集阵列中，以便使必要的处理器尺寸最小化。
[0003]令人希望的是能够用单独的电极寻址每个量子比特以允许实验者操纵该装置内的量子比特。然而，用于对量子比特进行寻址的电极的布线通常要求与量子比特阵列或量子比特晶格内量子比特单独所占据的空间相当或更大的空间。对于平面的量子比特晶格布局，量子比特因此需要被间隔开以便具有足够的空间来对电极进行图案化。
[0004]已经建议，可以使用垂直于装置的表面延伸的导电通孔垂直地执行布线。然而，这是具有大量处理步骤和高故障率的复杂方法。
[0005]希望创建一种可扩展的装置结构用于量子计算。

技术实现思路

[0006]本专利技术的方面提供了一种硅基量子装置，硅基量子装置包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种硅基量子装置，包括：第一金属结构；第二金属结构，所述第二金属结构与所述第一金属结构横向间隔开；长形通道，所述长形通道由所述第一金属结构与所述第二金属结构之间的间隔来限定；其中，所述长形通道具有顶点；第三金属结构，所述第三金属结构部分地定位在所述长形通道中；第四金属结构，所述第四金属结构布置在所述第三金属结构的第一端处；第五金属结构，所述第五金属结构布置在所述第三金属结构的第二端处；其中，所述第一金属结构、所述第二金属结构、所述第三金属结构、所述第四金属结构和所述第五金属结构被配置为分别连接至第一电势、第二电势、第三电势、第四电势和第五电势；其中，所述第一电势、所述第二电势、所述第三电势、所述第四电势和所述第五电势是能够控制的以限定电势阱，从而将量子电荷载流子限制在所述长形通道下方的长形量子点内；其中，所述第四金属结构和所述第五金属结构的位置以及所述第四电势和所述第五电势分别限定所述长形通道的第一端和第二端；其中，所述电势阱的宽度是由所述第一金属结构、所述第二金属结构和所述第三金属结构的位置及所述第一金属结构、所述第二金属结构和所述第三金属结构对应的电势来限定的；以及其中，所述电势阱的长度是由所述第三金属结构、所述第四金属结构和所述第五金属结构的位置及所述第三金属结构、所述第四金属结构和所述第五金属结构对应的电势来限定的；以及其中，所述第三电势是能够控制的以调整所述电势阱中的量子电荷载流子能级。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第三金属结构在所述顶点周围延伸。3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，所述长形量子点在所述顶点周围延伸。4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述第一金属结构和所述第二金属结构布置在第一金属层中，其中，所述第三金属结构布置在第二金属层中，以及其中，所述装置进一步包括电绝缘层，所述电绝缘层在所述第一金属层与所述第二金属层之间并且覆盖所述第一金属层。5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述第一金属层和所述第二金属层中的每一层包括多个横向间隔开的金属结构。6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述第二金属层进一步包括第六金属结构，所述第六金属结构被配置为连接至第六电势，使得电荷载流子的储存器能够支撑在所述第六金属结构下方。7.根据权利要求5或6所述的装置，其中，所述第二金属层进一步包括第七金属结构，所述第七金属结构被配置为连接至第七电势，使得量子点能够支撑在所述第七金属结构下方。8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置，其中，所述第三金属结构包括第一延伸部，其中，所述第一延伸部部分地覆盖所述第一金属结构，以及其中，所述第一延伸部被配置用于连接至所述第三电势。
9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述第三金属结构进一步包括第二延伸部，其中，所述第二延伸部部分地覆盖所述第一金属结构，以及其中，所述第一延伸部和/或所述第二延伸部被配置用于连接至所述第三电势。10.一种制造根据权利要求1至9中任一项所述的硅基量子装置的方法，其中，所述方法包括：沉积第一金属结构；沉积与所述第一金属结构横向间隔开的第二金属结构，使得通过所述第一金属结构与所述第二金属结构之间的间隔来限定长形通道；其中，所述长形通道具有顶点；在所述长形通道中部分地沉积第三金属结构；在所述第三金属结构的第一端处沉积第四金属结构；在所述第三金属结构的第二端处沉积第五金属结构；其中，所述第一金属结构、所述第二金属结构、所述第三金属结构、所述第四金属结构和所述第五金属结构被配置为分别连接至第一电势、第二电势、第三电势、第四电势和第五电势；其中，所述第一电势、所述第二电势、所述第三电势、所述第四电势和所述第五电势能够控制以限定电势阱，从而将量子电荷载流子限制...

【专利技术属性】
技术研发人员：索非亚，
申请(专利权)人：量子运动科技有限公司，
类型：发明
国别省市：