量子物理学：99％を超える忠実度の産業的に適合したシリコンスピンキュービットのユニットセル

将来の量子コンピューター向けに現在検討されている多様なキュービットの中で、単一チップ上に数百万のキュービットを集積したシリコンスピンキュービットは、量子コンピューティングを実現する上で極めて有利な立場にある。しかし、学術レベルの設備で作製されたシリコンスピンキュービットによって示されている卓越した高忠実度操作と長いコヒーレンス時間が、半導体ファウンドリーでの製造時にも確実に再現可能かどうかは明らかになっていない。今回我々は、300 mmウエハーのファウンドリー環境で標準的な半導体装置を用いて作られたシリコン2キュービットデバイスの精密なキュービット操作を示す。鍵となる指標のうち、単一キュービット制御忠実度および2キュービット制御忠実度は、4つのデバイス全てで99％を上回り、状態準備忠実度と測定忠実度は最高99.9％に達し、これはゲートセットトモグラフィーによって裏付けられた。我々は、最高でT₁ = 9.5 s、T₂* = 40.6 μs、T₂^Hahn = 1.9 msのスピン寿命とコヒーレンスを報告する。我々はまた、残留核スピンを担っている同位体が動作誤りに大きく寄与していることを確定し、さらに高い性能に向けた明確な道筋がさらなる同位体精製であることを突き止めた。

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