JP2023067999A - 量子情報処理装置 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、量子情報処理装置を構成する量子ビット列の構造を説明する。
図4A、図4B、図4Cに示すように、半導体(例えば結晶Si)の基盤の全面に半導体(例えば不純物を打ち込んで形成したp型Si)の初期化ゲート101を形成する。初期化ゲート101は量子ビット201の初期化に用いる。初期化ゲート101の上に絶縁体(例えばSiO2)の層402を形成する。絶縁体の層402の上に半導体(例えば結晶Si)のフィン102を形成する。フィン102の形状が最終的に各量子ビット同士の結合関係を決める。水平方向にはすべての列で一直線に結合するようにし、垂直方向にはいくつかの列において必要に応じて結合を形成する。最後に絶縁体(例えばSiO2)のゲート絶縁膜403を形成し、これ以降に形成するゲート電極とフィン102を絶縁する。
以下、図面を用いて実施例について説明する。
水平方向に並んだ量子ビット201の|↑>と|↓>のエネルギー差は異なるため、量子ビット列の中の任意の量子ビット201において回転ゲート操作を行うことができる。垂直方向に並んだ量子ビット201については、導線107が物理的に隔てられているため、選択的にRFパルスを加えることができる。これにより、量子ビット列の中の任意の量子ビット201を操作できる。
102・・・フィン
103・・・量子ビット制御ゲート
104・・・相互作用制御ゲート
105・・・量子ビット制御ゲート
106・・・相互作用制御ゲート
107・・・導線
108・・・磁石
201・・・量子ビット
202・・・相互作用
203・・・スイッチ
401・・・半導体結晶基板
402・・・絶縁体の層
403・・・ゲート絶縁膜
501・・・スペーサ
601・・・絶縁体の層
801・・・スペーサ
901・・・絶縁体の層
1001・・・絶縁体の層
1201・・・n型半導体の層
1202・・・絶縁体の層
1203・・・半導体の層
1301・・・量子ビット制御ゲート
1302・・・量子ビット制御ゲート
1303・・・量子ビット制御ゲート
Claims (9)
- フィンと、
前記フィンの上に設けられた第1の層と、
前記第1の層の上に設けられた第2の層と、を有する量子情報処理装置であって、
前記第1の層は、
第1の方向に延伸し、量子ビットを制御する第1のゲート電極列と、
前記第1の方向に延伸し、量子ビット間相互作用を制御する第2のゲート電極列と、を有し、
前記第2の層は、
前記第1の方向とは異なる第2の方向に延伸した第3のゲート電極列と、
前記第2の方向に延伸し、前記第3のゲート電極列に隣接して配置された第4のゲート電極列と、を有し、
前記第3のゲート電極列及び前記第4のゲート電極列の一部に突出部を有し、前記突出部は、ゲート絶縁膜を介して前記フィンと接していることを特徴とする量子情報処理装置。 - 前記突出部は、
電極列として、前記一部の量子ビットと前記一部の量子ビット間相互作用をそれぞれ制御することを特徴とする請求項1に記載の量子情報処理装置。 - 前記電極列は、
前記量子ビットの数を2次元的に拡張するように、前記第2の方向に離散的に設けられていることを特徴とする請求項2に記載の量子情報処理装置。 - 前記突出部は、
前記第1の層において、前記第1のゲート電極列と前記第2のゲート電極列が形成されていない部分で前記フィンと接することを特徴とする請求項1に記載の量子情報処理装置。 - 前記第2の層の上の前記第2の方向に、前記量子ビットに高周波信号を加えるための導線列を更に有することを特徴とする請求項1に記載の量子情報処理装置。
- 前記導線列の上の前記第2の方向に、前記量子ビットに静磁場を加えるための磁石列を更に有することを特徴とする請求項5に記載の量子情報処理装置。
- 前記フィンの下に、前記量子ビットを初期化するための初期化ゲート電極を更に有することを特徴とする請求項1に記載の量子情報処理装置。
- 前記第1の方向と前記第2の方向は、互いに交差する方向であることを特徴とする請求項1に記載の量子情報処理装置。
- 前記第1の方向は垂直方向であり、前記第2の方向は水平方向であることを特徴とする請求項8に記載の量子情報処理装置。
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