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Coupling and characterization of a Si/SiGe triple quantum dot array with a microwave resonator

CHINESE PHYSICS B 2024年第9期33卷 139-143页

作者： Jiang, Shun-Li Jiang, Tian-Yi Xu, Yong-Qiang Wu, Rui Hao, Tian-Yue Ye, Shu-Kun Cai, Ran-Ran Wang, Bao-Chuan Li, Hai-Ou Cao, Gang Guo, Guo-Ping Univ Sci & Technol China CAS Key Lab Quantum Informat Hefei 230026 Peoples R China Univ Sci & Technol China CAS Ctr Excellence Quantum Informat & Quantum Phys Hefei 230026 Peoples R China Origin Quantum Comp Co Ltd Hefei 230088 Peoples R China

Scaling up spin qubits in silicon-based quantum dots is one of the pivotal challenges in achieving large-scale semiconductor quantum computation. To satisfy the connectivity requirements and reduce the lithographic complexity, utilizing the qubit array structure and the circuit quantum electrodynamics (cQED) architecture together is expected to be a feasible scaling scheme. A triple-quantum dot (TQD) coupled with a superconducting resonator is regarded as a basic cell to demonstrate this extension scheme. In this article, we investigate a system consisting of a silicon TQD and a high-impedance TiN coplanar waveguide (CPW) resonator. The TQD can couple to the resonator via the right double-quantum dot (RDQD), which reaches the strong coupling regime with a charge-photon coupling strength of g0/(2 pi) = 175 MHz. Moreover, we illustrate the high tunability of the TQD through the characterization of stability diagrams, quadruple points (QPs), and the quantum cellular automata (QCA) process. Our results contribute to fostering the exploration of silicon-based qubit integration.

关键词： triple-quantum dot strong coupling circuit quantum electrodynamics (cQED) scalable silicon-based cQED architectures SINGLE-ELECTRON spin qubits SILICON SEMICONDUCTOR CHARGE LOGIC GATE

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