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提高具有完全未掺杂结构的量子设备的可重复性
量子电子器件，例如量子点接触 (QPC) 和量子点，因具有电自旋控制的潜力而引起了人们对自旋电子学和量子信息处理应用的极大研究兴趣 1–6。这些器件可能构成未来量子电路的构建块，例如基于大量相同量子点使用 QPC 作为电荷传感器的量子比特阵列。为了实现大规模可制造性，首先必须建立可重复性，使得集成电路中的每个组件具有相同的工作参数。传统上，调制掺杂结构已用于量子电子器件，因为其易于制造。然而，随机分布的电离供体的背景静电势大大降低了可重复性 7,8。这种内在的可变性可以通过利用完全未掺杂的结构来避免，通过对金属顶栅施加适当的偏置将电荷载流子限制在异质界面处 9-12 。这些结构有许多优点，包括提高迁移率 13 、提高热循环特性 14 ，以及我们将在这里展示的量子传输特性的优越性。量子点接触是连接两个二维储层的窄一维通道，是最简单的栅极定义量子装置类型，使其成为研究可重复性 7,15,16 的理想选择。我们首先问一个问题：如果在同一晶圆上制造几个相同的装置，它们会表现出相同的行为吗？为了研究这个问题，我们在调制掺杂和未掺杂的晶圆上制造了 18 个名义上相同的 QPC，并观察定义和夹断一维通道所需的栅极偏置。我们还研究了 QPC 通道内电导量子化和静电势的均匀性，以及热循环下的可重复性。为了进行比较，我们还研究了空穴 QPC 中的可重复性。基于 III-V 半导体系统的空穴量子器件最近引起了广泛关注，因为它们
与半导体二维电子系统的超导量子点接触的混合分裂栅极阵列中的量化电导率
量子点接触（QPC），这是具有量化电导的半导体二维电子系统中的收缩 - 是新型的Spintronic和拓扑电子电路的组合。QPC也可以用作量子纳米电路中的读数电子，电荷传感器或开关。与超导接触的短且无杂质的收缩是一种库珀对QPC类似物，称为超导量子点接触（SQPC）。由于维持其几何需求和接近统一的超导 - 触发器界面透明度的挑战，此类量子设备的技术发展已延长。在这里，我们开发了先进的纳米构造，材料和设备工程技术，并报告了纳米级混合SQPC阵列的创新实现，该阵列具有分开的栅极技术在半导体的2D电子系统中。我们利用了量子井的特殊门可调性，并证明了混合INGAAS-NB SQPC中电导量化的第一个实验观察。我们观察到在单个芯片中制造的多个量子纳米版本中的零磁场可重复的量化电导率，并系统地研究了在低和高磁场上SQPC的量子运输，以实现其在量子元学中的潜在应用，以实现极为准确的电压标准和缺陷量化技术。
通过量子点接触检测开放双量子点系统的几何相位
理论研究了在纯失相和耗散环境下利用量子点接触（QPC）测量双量子点（DQD）系统的几何相位。结果表明，在这两种环境下，准周期内量子点间的耦合强度对准周期内几何相位的影响增强，这是由于连接两个量子点的隧穿通道宽度的扩大，加速了量子点间电子的振荡，使其演化路径变长。另外，由于系统与QPC间较强的耦合将电子冻结在一个量子点内，演化路径所包围的立体角近似为零，因此几何相位存在一个明显的近零区域，这与量子芝诺效应有关。对于纯失相环境，随着失相率的增加，几何相位被抑制，这仅是由系统的相位阻尼引起的。在耗散环境下，几何相位随着弛豫速率的增大而减小，这是由于体系的能量耗散和相位衰减共同作用的结果，该结果对在量子信息中利用几何相位构建基于量子点体系的容错量子器件具有指导意义。
用于下一代零链可追溯性 SI 标准的本征室温量子电阻忆阻器
图 2 | 通过电化学抛光稳定的量子电导能级。a. 忆阻单元中的 SET 过程示意图，该过程是一种电化学驱动过程，且尖端形成的电场进一步加速了这一过程。细丝生长过程中的恶劣条件通常会导致量子电导能级的高度不可预测性和多变性。b. RESET 过程中的电化学抛光效应能够通过首先去除/溶解接触配置中的不稳定原子而保留更稳定的原子来获得更可靠的量子电导能级。在此框架中，系统通过离散的电导能级从低阻态 (LRS) 演变为中间亚稳态电阻态 (MRS) 再演变为量子点接触 (QPC)。在 RESET 过程中，不稳定的原子将从细丝中去除，留下最稳定的原子形成稳定的 QPC。c.循环示例：通过 100 mV/s 的电压扫描速率获得突然 SET，通过慢速电压扫描（1.2 mV/s）通过电化学抛光获得逐渐 RESET。d. 通过电化学抛光获得的 RESET 过程显示稳定的量子电导平台，为 𝐺 0 的倍数。插图显示了扫描施加电压时量子电导平台随时间的稳定性。
Xianzhang Chen
•已向QPC中有不同的SGM扫描图显示了尖端宽度不同的确认，我们感谢Eros Mariani的有用讨论。这项工作得到了NSFC的支持。12047501。X.C. 承认中国奖学金委员会和斯特拉斯堡大学的计划博士学位的金融支持。 体质QuontiqueMésoscopique网站：https：//www.ipcms.fr/equipe/equype/physique-theorique-theorique-theorique-eet-modelisation/equipe-physique-physique- notique-mesoscopique/X.C.承认中国奖学金委员会和斯特拉斯堡大学的计划博士学位的金融支持。体质QuontiqueMésoscopique网站：https：//www.ipcms.fr/equipe/equype/physique-theorique-theorique-theorique-eet-modelisation/equipe-physique-physique- notique-mesoscopique/
每两周经济更新 - 2024 年 12 月 20 日
季度指标 2023Q2 2023Q3 2023Q4 2024Q1 2024Q2 2024Q3 实际生产 GDP (1) qpc 0.7 0.0 0.3 0.3 -1.1 -1.0 aapc 4.0 2.4 1.8 1.4 0.6 0.1 经常账户余额（年度）%GDP -8.0 -7.7 -6.9 -6.6 -6.6 -6.4 商品贸易条件 apc -5.0 -1.7 -10.7 -3.7 -1.6 1.4 CPI 通胀 qpc 1.1 1.8 0.5 0.6 0.4 0.6 apc 6.0 5.6 4.7 4.0 3.3 2.2 就业（HLFS）(1) qpc 1.1 0.2 0.3 -0.4 0.2 -0.5 失业率 (1) % 3.6 3.9 4.0 4.4 4.6 4.8 参与率 (1) % 72.4 72.1 71.9 71.5 71.7 71.2 LCI 工资率 – 总计 (2) apc 4.3 4.2 4.3 4.1 4.2 3.8 QES 平均每小时收入 – 总计 (2) apc 6.9 6.7 6.9 5.2 5.0 3.9 核心零售额 apc -5.1 -3.1 -3.2 -1.7 -2.2 -2.8 总零售额 apc -3.5 -3.4 -4.1 -2.4 -3.6 -2.5 WMM – 消费者信心 (3) 指数 83.1 80.2 88.9 93.2 82.2 90.8 NZIER QSBO - 一般商业状况 (1,4) 净值% -58.6 -55.9 -7.2 -19.8 -39.7 -4.8 NZIER QSBO - 自身活动前景 (1,4) 净值% -18.3 -9.7 9.6 -4.4 -12.9 -2.4 月度指标 7 月 24 日 8 月 24 日 9 月 24 日 10 月 24 日 11 月 24 日 12 月 24 日 商品贸易差额 (12 个月) NZ$m -9,362 -9411 -9142 -9068 -8246 ... 住宅许可 - 住宅 apc 9.61 -9.12 1.55 -6.86 ... ... REINZ 房屋销售 (数量) apc 19.80 6.39 4.63 25.80 10.77 ... REINZ - 房价指数 apc 0.10 -0.85 -0.56 -1.13 -1.33 ... 估计净移民人数（12 个月总计） 61,819.00 50165.00 42659.00 38776.00 ... ... ANZ 新西兰商品价格指数 apc 11.49 12.46 10.01 10.51 19.22 ... ANZ 世界商品价格指数 apc 8.37 13.95 14.37 12.88 17.61 ... ANZBO - 商业信心净值 27.10 50.60 60.90 65.70 64.90 62.30 ANZBO - 活动前景净值 16.30 37.10 45.30 45.90 48.00 50.30 ANZ-Roy Morgan - 消费者信心净值% 87.90 92.20 95.10 91.20 99.80 100.20 NZAC apc ... ... ... ... ... ... 每日指标 周四 周五 周一 周二 周三 周四 12/12/24 13/12/24 16/12/24 17/12/24 18/12/24 19/12/24 新西兰汇率和利率 (5) NZD/USD $ 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 NZD/AUD $ 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 贸易加权指数 (TWI) 指数 68.8 68.5 68.6 68.8 68.6 67.5 官方现金利率（OCR）% 4.3 4.3 4.3 4.3 4.3 4.3 90天银行票据利率% 4.3 4.3 4.3 4.3 4.3 ... 10年期政府债券利率% 4.4 4.5 4.5 4.5 4.6 4.5 股票市场（6） 道琼斯指数 43,914 43,828 43,717 43,450 42,327 42,342 标准普尔500指数 6,051 6,051 6,074 6,051 5,872 5,867 VIX波动率指数 14 14 15 16 28 24 AU全指数 8,587 8,550 8,494 8,559 8,559 8,415 NZX 50 指数 12,693 12,754 12,797 12,914 12,866 12,754 美国利率 3 个月 OIS % 4.6 4.6 4.6 4.6 4.6 ... 10 年期政府债券利率 % 4.3 4.4 4.4 4.4 4.5 4.6 大宗商品价格 (6) WTI 原油 美元/桶 70.0 71.3 70.7 70.1 70.6 69.9 黄金 美元/盎司 2,684.4 2,659.1 2,654.2 2,636.4 2,635.7 2,592.4 CRB期货指数 540.6 539.5 541.5 540.0 540.8 537.4 （1）经季节性调整 （4）季度商业意见调查 斜体数据为临时数据 （2）平时，所有部门 （5）储备银行（上午 11 点）...不可用 (3) Westpac McDermott Miller (6) 每日收盘
使用超低噪声 SQUID 放大器实现量子点的灵敏射频读出
半导体中的电子自旋是最先进的量子比特实现方式之一，也是利用工业工艺制造的可扩展量子计算机的潜在基础 [1–3]。一台有用的计算机必须纠正计算过程中不可避免地出现的错误，这需要很高的单次量子比特读出保真度 [4]。用于错误检测的全表面码要求在计算机的每个时钟周期内读出大约一半的物理量子比特 [5]。直到最近，自旋量子比特装置中的单次读出只能通过自旋到电荷的转换来实现，由附近的单电子晶体管 (SET) 或量子点接触 (QPC) 电荷传感器检测 [6–9]。然而，如果使用色散读出，硬件会更简单、更小，这利用了双量子点中单重态和三重态自旋态之间的电极化率差异 [10–13]。可以通过与量子点电极之一粘合的射频 (RF) 谐振器监测由此产生的两个量子比特状态之间的电容差异。量子点中的电荷跃迁也会发生类似的色散偏移，这样反射信号有助于调整到所需的电子占据 [14–16]。色散读出的优势在于它不需要单独的电荷传感器，但即使在自旋衰减时间较长的系统中，电容灵敏度通常也不足以进行单次量子比特读出 [17–23]。最近，已经在基于双量子点的系统中展示了色散单次读出 [24–28]，但为了提高读出保真度，仍然需要更高的灵敏度。
使用超低噪声 SQUID 放大器实现量子点的灵敏射频读取
半导体中的电子自旋是最先进的量子比特实现方式之一，也是利用工业工艺制造的可扩展量子计算机的潜在基础 [1–3]。一台有用的计算机必须纠正计算过程中不可避免地出现的错误，这需要很高的单次量子比特读出保真度 [4]。用于错误检测的全表面码要求在计算机的每个时钟周期内读出大约一半的物理量子比特 [5]。直到最近，自旋量子比特装置中的单次读出只能通过自旋到电荷的转换来实现，由附近的单电子晶体管 (SET) 或量子点接触 (QPC) 电荷传感器检测 [6–9]。然而，如果使用色散读出，硬件会更简单、更小，这利用了双量子点中单重态和三重态自旋态之间的电极化率差异 [10–13]。可以通过与量子点电极之一粘合的射频 (RF) 谐振器监测由此产生的两个量子比特状态之间的电容差异。量子点中的电荷跃迁也会发生类似的色散偏移，这样反射信号有助于调整到所需的电子占据 [14–16]。色散读出的优势在于它不需要单独的电荷传感器，但即使在自旋衰减时间较长的系统中，电容灵敏度通常也不足以进行单次量子比特读出 [17–23]。最近，已经在基于双量子点的系统中展示了色散单次读出 [24–28]，但为了提高读出保真度，仍然需要更高的灵敏度。