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Lire des bits quantiques MOS par réflectométrie radiofréquence


​Une équipe de l'Inac a proposé un nouveau procédé de lecture d'un bit quantique semi-conducteur par réflectométrie radiofréquence. Ce procédé qui utilise la technologie MOS sur silicium peut aisément être extrapolé à plus grande échelle pour réaliser des architectures denses en bits quantiques.

Publié le 5 décembre 2017
​Une boîte quantique est une nanostructure semi-conductrice capable de confiner des électrons dans un espace de dimension caractéristique de quelques dizaines de nanomètres. Cette sorte d'atome artificiel pourrait être utilisé comme bit quantique (ou qubit).

La lecture de ce qubit requiert un capteur de courant ultra-sensible tel qu'un contact ponctuel quantique (Quantum Point Contact), réalisé par constriction d'un conducteur. Ce type de technologie est cependant difficilement extrapolable à des architectures denses en qubits. L'intégrabilité de ces capteurs est donc un point essentiel pour progresser dans la perspective d'un futur ordinateur quantique. Dans ce contexte, la réflectométrie radiofréquence apparaît comme une alternative prometteuse.

Les chercheurs de l'Inac ont utilisé un transistor métal – oxyde – semi-conducteur (MOS) à double grille sur silicium à basse température, comportant deux boîtes quantiques situées sous les deux électrodes de grille. Ils ont relié chacune des électrode de grille à un résonateur radiofréquence individuel pour sonder l'état de chacune des boîtes quantiques. Par une technique de réflectométrie simultanée sur les deux électrodes, ils ont pu mesurer les transitions électroniques entre les deux boîtes quantiques, dans chaque boîte et dans les autres électrodes du transistor (drain et source).

La réflectométrie multigrille à plus grande échelle permettrait la lecture en une seule fois de  « barrettes » de boîtes quantiques. 

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