量子处理元件的电控制制造技术

技术编号:40948166 阅读:25 留言:0更新日期:2024-04-18 20:22
一种控制量子处理元件的方法,所述量子处理元件包括:半导体基板;障壁材料,所述障壁材料形成于所述半导体基板上方,使得界面形成于所述半导体基板与所述障壁材料之间;栅极电极的布置;外部磁体;以及电子控制器,其中所述方法包括:通过将电压施加到所述栅极电极的布置以用于绑定可控数目的电子或空穴来生成静电限制电位,从而形成第一量子点;使用所述外部磁体将恒定磁场施加到所述量子处理元件,所述磁场将与所述第一量子点中的所述可控数目的电子或空穴中的未配对电子或空穴相关联的自旋状态的能级分离;以及使用所述电子控制器改变所述栅极电极的布置的所述电压以改变所述未配对电子或空穴的限制电位的形状。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本公开的方面涉及量子处理系统,且更特定地说,涉及基于硅的处理系统。


技术介绍

1、上半个世纪的微电子器件的指数级发展是基于硅技术,尽管存在对许多新材料的研究,硅仍然是用于经典计算的核心技术平台。在过去的几十年内,越来越明显的是硅可以是用于全新一代装置-量子计算装置的优良主体材料,所述量子计算装置基于电荷和自旋的量子机械性质而操作。硅是用于固态装置中的自旋的理想环境,原因在于其弱自旋轨道耦合以及具有零核自旋的硅同位素的丰度。将量子自旋控制与当前在经典计算机中使用的现有制造技术组合的想法已经促进了在基于硅的量子计算装置中的大量工作。

2、大规模量子计算机有可能对某些类别的计算上困难的问题提供快速解决方案,且效率以指数级高于经典计算机。为了实现此大规模量子计算机,必须克服用以对量子硬件进行控制和编程的量子架构的设计和实施中的若干挑战。


技术实现思路

1、根据本公开的第一方面,提供一种控制量子处理元件的方法。所述量子处理元件包括:半导体基板;障壁材料,所述障壁材料形成于半导体基板上方以使得界面形成于半导体本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种控制量子处理元件的方法,所述量子处理元件包括:

2.根据权利要求1所述的方法,进一步包括修改施加于所述栅极电极的布置的所述电压以改变所述限制电位的所述形状,所述改变更改所述第一量子点的激发谱以实现对所述未配对电子或空穴的所述自旋状态的快速控制。

3.根据权利要求1所述的方法,进一步包括将额外交流电压施加到所述栅极电极的布置以电驱动所述未配对电子或空穴的所述自旋状态之间的转变。

4.根据权利要求1所述的方法,进一步包括修改施加于所述栅极电极的布置的所述电压以改变第一量子点波函数的形状,所述改变更改所述第一量子点的激发谱以实现所述未配对电子或空穴的...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种控制量子处理元件的方法,所述量子处理元件包括:

2.根据权利要求1所述的方法,进一步包括修改施加于所述栅极电极的布置的所述电压以改变所述限制电位的所述形状,所述改变更改所述第一量子点的激发谱以实现对所述未配对电子或空穴的所述自旋状态的快速控制。

3.根据权利要求1所述的方法,进一步包括将额外交流电压施加到所述栅极电极的布置以电驱动所述未配对电子或空穴的所述自旋状态之间的转变。

4.根据权利要求1所述的方法,进一步包括修改施加于所述栅极电极的布置的所述电压以改变第一量子点波函数的形状,所述改变更改所述第一量子点的激发谱以实现所述未配对电子或空穴的所述自旋状态之间的快速弛豫。

5.根据权利要求1所述的方法,其中所述量子处理元件进一步包括具有可控数目的电子或空穴的第二量子点,且其中所述方法进一步包括:

6.根据权利要求1所述的方法,进一步包括修改施加于所述栅极电极的布置的所述电压以改变所述第一量子点波函数的形状,从而导致取决于所述电子或空穴的所述自旋状态的所述未配对电子或空穴的波函数的改变。

7.根据权利要求6所述的方法,其中所述量子处理元件包括其它量子点,且其中所述第一量子点波函数的所述形状的所述改变造成对所述其它量子点的静电排斥,从而导致第二量子点中的所述未配对电子或空穴的自旋相依的频率移位。

8.根据权利要求6所述的方法,其中由所述未配对电子或空穴的波函数的自旋相依的改变产生的电场耦合到谐振器,从而产生或吸收光子。

9.根据权利要求6所述的方法,其中所述量子处理元件经由谐振器耦合到第二量子处理元件,所述第二量子处理元件包括具有可控数目的电子或空穴和未配对电子或空穴的第二量子点,且其中所述方法进一步包括通过由所述未配对电子或空穴的所述波函数的自旋状态相依的改变产生的电场将所述未配对电子或空穴耦合到所述谐振器,从而产生或吸收光子。

10.根据权利要求9所述的方法,进一步包括修改施加于所述栅极电极的布置的所述电压以改变耦合到所述谐振器的所述第一量子点波函数和所述第二量子点波函数的所述形状,且由所述第一量子点的所述未配对电子或空穴的所述波函数的所述自旋相依的改变产生的所述光子被所述第二量子点的所述未配对电子或空穴吸收,从而改变所述第二量子点的自旋状态。

11.一种量子处理元件,包括:

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【专利技术属性】
技术研发人员:R·C·C·利昂A·L·萨赖瓦德奥利韦拉CH·H·杨A·S·祖拉克T·坦图W·H·林A·劳赫特
申请(专利权)人:迪拉克私人有限公司
类型:发明
国别省市:

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