自旋量子比特栅极读出内禀信噪比建模与实验验证及其对读出电子学的影响
基本信息
- 标题：Modeling and Experimental Validation of the Intrinsic SNR in Spin Qubit Gate-Based Readout and Its Impacts on Readout Electronics（自旋量子比特栅极读出内禀信噪比建模与实验验证及其对读出电子学的影响）
- 作者：Bagas Prabowo、Jurgen Dijkema、Xiao Xue、Fabio Sebastiano、Lieven M. K. Vandersypen、Masoud Babaie
- 提交时间：2023年12月14日
- 分类：量子物理（Quantum Physics, quant-ph）
- arXiv ID：2312.08993
摘要
在半导体自旋量子比特中，射频（RF）栅极读出是未来大规模集成的有前景的解决方案，因为它支持快速、频率复用的读出架构，能够同时读出多个量子比特。本文引入了一个理论框架，用于评估各种参数（如读出探测功率、读出链的噪声性能和积分时间）对射频栅极读出系统内禀读出信噪比（SNR）及由此决定的读出保真度的影响。通过分析自旋量子比特读出过程中的底层物理机制，该工作提出了一个考虑量子比特量子力学性质的量子比特读出模型，为评估上述参数之间的权衡提供了一种途径。通过将仿真结果与实验结果进行比较，评估了所提出模型的有效性。所提出的分析方法、所开发的模型及实验结果使设计者能够有效优化整个读出链，从而实现更快、更低功耗、集成低温电子学的读出系统。