Project R-13269

Elektrisch uitgelezen verstrengelde diamant spin qubits (Onderzoek)

Nitrogen-vacancy (NV) centra in diamant kunnen een schaalbaar, kamertemperatuur alternatief bieden voor de cryogene supergeleidende qubits in de ontwikkeling van kwantumapplicaties. De recente PDMR uitleestechniek is gebaseerd op de creatie van elektron-gat paren door de NV centra en staat toe de grootte van het meetsysteem te reduceren. De ladingsdragers worden getransporteerd doorheen de diamant en een analoge fotostroom wordt gedetecteerd. Dit voorgesteld project heeft als doel de standaard kwantumlimiet (SQL) te bereiken, via HEMT of single electron transistoren die elektronen tellen en de sensitiviteit van kwantumapplicaties kunnen verhogen. Als elektronen/ gaten vrij kunnen bewegen (ballistisch transport) naar de collectie-elektrode, kan worden nagegaan of het NV centrum een single electron source is met de tweede orde correlatiefunctie. Het nut van SQL PDMR zal worden bestudeerd in kwantumapplicaties gebaseerd op dipoolverstrengeling. De zuiverheid van de diamant moet worden geoptimaliseerd met defectspectroscopie op het niveau van enkelvoudige defecten en de NV fabricatie moet zo deterministisch mogelijk zijn. Quantum controls moeten worden gemaakt op het diamantoppervlak voor operatie op lage (∼100 nm pitch) en kamertemperatuur (∼20 nm pitch), geoptimaliseerd voor crosstalk en microgolf-geïnduceerde ruis. Door de temperatuur te variëren van 1,5 K tot kamertemperatuur, zal de limiet voor SQL en ballistische operatie van een enkel NV centrum worden bepaald.

01 november 2022 - 31 oktober 2026