Quantum Large Scale Integretion in Silicon

Informations projet

QLSI

N° de convention de subvention: 951852

DOI

10.3030/951852

Projet clôturé

Date de signature de la CE 1 Septembre 2020

Date de début 1 Septembre 2020

Date de fin 28 Février 2025

Financé au titre de

• EXCELLENT SCIENCE - Future and Emerging Technologies (FET)

Coût total

€ 14 916 158,75

Contribution de l’UE

€ 14 666 144,75

Coordonné par

COMMISSARIAT A L ENERGIE ATOMIQUE ET AUX ENERGIES ALTERNATIVES
France

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Les liens vers les livrables et les publications des projets du 7e PC, ainsi que les liens vers certains types de résultats spécifiques tels que les jeux de données et les logiciels, sont récupérés dynamiquement sur OpenAIRE .

Livrables

Documents, reports (4)

D6.1.1.a Scientific publications, Workshop, Training - Annual Report

Scientific publications, Workshop, Training - Annual Report

D6.1.1.c Scientific publications, Workshop, Training - Annual Report

Scientific publications, Workshop, Training - Annual Report

D6.1.1.b Scientific publications, Workshop, Training - Annual Report

Scientific publications, Workshop, Training - Annual Report

D4.1.3 Report on 99.9% charge visibility for 10µs integration time using gate-based reflectometry

Report on 99.9% charge visibility for 10µs integration time using gate-based reflectometry

Demonstrators, pilots, prototypes (2)

D5.1.5 Open access online 8-qubit quantum computer prototype

Open access online 8-qubit quantum computer prototype

D5.1.3 Upgraded demonstrator set-up for control of 4-qubit quantum device

Upgraded demonstrator set-up for control of 4-qubit quantum device

Websites, patent fillings, videos etc. (1)

D1.1.3 Website, kick-off meeting, management plan - including risk

Website, kick-off meeting, management plan - including risk

Publications

Peer reviewed articles (36)

Compilation and scaling strategies for a silicon quantum processor with sparse two-dimensional connectivity

Auteurs: O. Crawford; J. R. Cruise; N. Mertig; M. F. Gonzalez-Zalba
Publié dans: NPJ Quantum Information, Numéro 9:13, 2023, ISSN 2056-6387
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41534-023-00679-8

Variability of electron and hole spin qubits due to interface roughness and charge traps

Auteurs: Martinez, Biel; Niquet, Yann-Michel
Publié dans: Physical Review Applied, Numéro 17/2, 2022, ISSN 2331-7019
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.1103/physrevapplied.17.024022

Probing quantum devices with radio-frequency reflectometry

Auteurs: Florian Vigneau; Federico Fedele; Anasua Chatterjee; David Reilly; Ferdinand Kuemmeth; M. Fernando Gonzalez-Zalba; Edward Laird; Natalia Ares
Publié dans: Applied Physics Review, Numéro 10, 2023, ISSN 1931-9401
Éditeur: AIP Publishing LLC
DOI: 10.1063/5.0088229

Crosstalk analysis for single-qubit and two-qubit gates in spin qubit arrays

Auteurs: Irina Heinz; Guido Burkard
Publié dans: Physical Review B, Numéro 104, 4, 2021, ISSN 2469-9969
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.1103/physrevb.104.045420

Reflectometry of charge transitions in a silicon quadruple dot

Auteurs: Bohuslavskyi, Heorhii; Ansaloni, Fabio; Chatterjee, Anasua; Fedele, Federico; Rasmussen, Torbj��rn; Brovang, Bertram; Li, Jing; Hutin, Louis; Venitucci, Benjamin; Bertrand, Benoit; Vinet, Maud; Niquet, Yann-Michel; Kuemmeth, Ferdinand
Publié dans: New Journal of Physics, 2023, ISSN 1367-2630
Éditeur: Institute of Physics Publishing
DOI: 10.1088/1367-2630/acc126

Quantum Dot-Based Frequency Multiplier

Auteurs: G.A. Oakes; L. Peri; L. Cochrane; F. Martins; L. Hutin; B. Bertrand; M. Vinet; A. Gomez Saiz; C.J.B. Ford; C.G. Smith; M.F. Gonzalez-Zalba
Publié dans: PRX Quantum, Numéro 4, 2023, ISSN 2691-3399
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.1103/prxquantum.4.020346

Limitations in Quantum Computing from Resource Constraints

Auteurs: Marco Fellous-Asiani; Jing Hao Chai; Robert S. Whitney; Alexia Auffèves; Hui Khoon Ng; Hui Khoon Ng; Hui Khoon Ng
Publié dans: PRX Quantum, Numéro 2, 2021, ISSN 2691-3399
Éditeur: APS Physics
DOI: 10.1103/prxquantum.2.040335

Electrical Control of Uniformity in Quantum Dot Devices

Auteurs: Marcel Meyer; Corentin Déprez; Timo R. van Abswoude; Ilja N. Meijer; Dingshan Liu; Chien-An Wang; Saurabh Karwal; Stefan Oosterhout; Francesco Borsoi; Amir Sammak; Nico W. Hendrickx; Giordano Scappucci; Menno Veldhorst
Publié dans: Nano Letter, Numéro 23, 2023, Page(s) 2522-2529, ISSN 1530-6984
Éditeur: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c04446

Reducing charge noise in quantum dots by using thin silicon quantum wells

Auteurs: Brian Paquelet Wuetz; Davide Degli Esposti; Anne-Marije J. Zwerver; Sergey V. Amitonov; Marc Botifoll; Jordi Arbiol; Lieven M. K. Vandersypen; Maximilian Russ; Giordano Scappucci
Publié dans: Nature Communications, Numéro 14:1385, 2023, ISSN 2041-1723
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-023-36951-w

Autonomous Estimation of High-Dimensional Coulomb Diamonds from Sparse Measurements

Auteurs: Anasua Chatterjee; Fabio Ansaloni; Torbjørn Rasmussen; Bertram Brovang; Federico Fedele; Heorhii Bohuslavskyi; Oswin Krause; Ferdinand Kuemmeth
Publié dans: Physical Review Applied, Numéro 18:064040, 2022, ISSN 2331-7019
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.1103/physrevapplied.18.064040

Semiconductor spin qubits

Auteurs: Guido Burkard; Thaddeus D. Ladd; Andrew Pan; John M. Nichol; Jason R. Petta
Publié dans: REVIEWS OF MODERN PHYSICS, Numéro 95, 2023, ISSN 1539-0756
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.1103/revmodphys.95.025003

Enhanced Spin Coherence while Displacing Electron in a Two-Dimensional Array of Quantum Dots

Auteurs: Pierre-André Mortemousque; Baptiste Jadot; Emmanuel Chanrion; Vivien Thiney; Christopher Bäuerle; Arne Ludwig; Andreas D. Wieck; Matias Urdampilleta; Tristan Meunier
Publié dans: PRX Quantum, Numéro 2/3, 2021, ISSN 2691-3399
Éditeur: APS Physics
DOI: 10.1103/prxquantum.2.030331

Silicon spin qubits from laboratory to industry

Auteurs: Marco De Michielis, Elena Ferraro, Enrico Prati, Louis Hutin, Benoit Bertrand, Edoardo Charbon, David J Ibberson, Miguel Fernando Gonzalez-Zalba
Publié dans: Journal of Physics D: Applied Physics, Numéro 56, 2023, Page(s) 363001, ISSN 0022-3727
Éditeur: Institute of Physics Publishing
DOI: 10.1088/1361-6463/acd8c7

Quantum Technologies Need a Quantum Energy Initiative

Auteurs: Auffèves, A.
Publié dans: PRX Quantum, Numéro 3, 2022, ISSN 2691-3399
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.1103/prxquantum.3.020101

Nonlinear Response and Crosstalk of Electrically Driven Silicon Spin Qubits

Auteurs: Brennan Undseth; Xiao Xue; Mohammad Mehmandoost; Maximilian Rimbach-Russ; Pieter T. Eendebak; Nodar Samkharadze; Amir Sammak; Viatcheslav V. Dobrovitski; Giordano Scappucci; Lieven M.K. Vandersypen
Publié dans: Physical Review Applied, 19(4), Numéro 19, 2023, ISSN 2331-7019
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.1103/physrevapplied.19.044078

Geometry of the dephasing sweet spots of spin-orbit qubits

Auteurs: Lorenzo Mauro, Esteban A. Rodríguez-Mena, Marion Bassi, Vivien Schmitt, Yann-Michel Niquet
Publié dans: Physical Review B, Numéro 109, 2024, ISSN 2469-9950
Éditeur: American Physical Society (APS)
DOI: 10.1103/physrevb.109.155406

Roadmap on quantum nanotechnologies

Auteurs: Arne Laucht; Frank Hohls; Niels Ubbelohde; M. Fernando Gonzalez-Zalba; David J. Reilly; Søren Stobbe; Tim Schröder; Tim Schröder; Pasquale Scarlino; Jonne V. Koski; Andrew S. Dzurak; Chih Hwan Yang; Jun Yoneda; Ferdinand Kuemmeth; Hendrik Bluhm; Jarryd J. Pla; Charles D. Hill; Joe Salfi; Akira Oiwa; Juha T. Muhonen; Ewold Verhagen; Matthew LaHaye; Matthew LaHaye; Hyun Ho Kim; Hyun Ho Kim; Adam
Publié dans: Laucht , A , Hohls , F , Ubbelohde , N , Gonzalez-Zalba , M F , Reilly , D J , Stobbe , S , Schroeder , T , Scarlino , P , Koski , J , Dzurak , A , Yang , C-H , Yoneda , J , Kuemmeth , F , Bluhm , H , Pla , J , Hill , C , Salfi , J , Oiwa , A , Muhonen , J T , Verhagen , E , LaHaye , M D , Kim , H H , Tsen , A W , Culcer , D , Geresdi , A , Mol , J A , Mohan , V , Jain , P K & Baugh , J 2021 , ' R, Numéro 32/16, 2021, ISSN 0957-4484
Éditeur: Institute of Physics Publishing
DOI: 10.1088/1361-6528/abb333

Lattice Deformation at Submicron Scale: X-Ray Nanobeam Measurements of Elastic Strain in Electron Shuttling Devices

Auteurs: C. Corley-Wiciak, M.H. Zoellner, I. Zaitsev, K. Anand, E. Zatterin, Y. Yamamoto, A.A. Corley-Wiciak, F. Reichmann, W. Langheinrich, L.R. Schreiber, C.L. Manganelli, M. Virgilio, C. Richter, G. Capellini
Publié dans: Physical Review Applied, Numéro 20, 2023, ISSN 2331-7019
Éditeur: American Physical Society (APS)
DOI: 10.1103/physrevapplied.20.024056

Estimation of Convex Polytopes for Automatic Discovery of Charge State Transitions in Quantum Dot Arrays

Auteurs: Oswin Krause; Bertram Brovang; Torbjørn Rasmussen; Anasua Chatterjee; Ferdinand Kuemmeth
Publié dans: Electronics, Numéro 4, 2022, ISSN 2079-9292
Éditeur: MDPI
DOI: 10.3390/electronics11152327

Parametric Amplifiers Based on Quantum Dots

Auteurs: Laurence Cochrane; Theodor Lundberg; David J. Ibberson; Lisa A. Ibberson; Louis Hutin; Benoit Bertrand; Nadia Stelmashenko; Jason W. A. Robinson; Maud Vinet; Ashwin A. Seshia; M. Fernando Gonzalez-Zalba
Publié dans: Physical Review Letter, Numéro 128, 2022, ISSN 1079-7114
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.1103/physrevlett.128.197701

Fast high-fidelity single-shot readout of spins in silicon using a single-electron box

Auteurs: G. A. Oakes; V. N. Ciriano-Tejel; D. F. Wise; M. A. Fogarty; T. Lundberg; C. Lainé; S. Schaal; F. Martins; D. J. Ibberson; L. Hutin; B. Bertrand; N. Stelmashenko; J. W. A. Robinson; L. Ibberson; A. Hashim; I. Siddiqi; A. Lee; M. Vinet; C. G. Smith; J. J. L. Morton; M. F. Gonzalez-Zalba
Publié dans: Physical Review X, Numéro 13:011023, 2023, ISSN 2160-3308
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.48550/arxiv.2203.06608

A cryo-CMOS chip that integrates silicon quantum dots and multiplexed dispersive readout electronics

Auteurs: Andrea Ruffino; Tsung-Yeh Yang; John Michniewicz; Yatao Peng; Edoardo Charbon; Miguel Fernando Gonzalez-Zalba
Publié dans: Nature Electronics, Numéro 5, 2022, Page(s) 53-59, ISSN 2520-1131
Éditeur: Springer Nature
DOI: 10.1038/s41928-021-00687-6

Semiconductor qubits in practice

Auteurs: Anasua Chatterjee, Paul Stevenson, Silvano De Franceschi, Andrea Morello, Nathalie P. de Leon, Ferdinand Kuemmeth
Publié dans: Nature Reviews Physics, Numéro 3/3, 2021, Page(s) 157-177, ISSN 2522-5820
Éditeur: Nature
DOI: 10.1038/s42254-021-00283-9

RF simulation platform of qubit control using FDSOI technology for quantum computing

Auteurs: H. Jacquinot, R. Maurand, G.T. Fernández-Bada, B. Bertrand, M. Cassé, Y.M. Niquet, S. de Franceschi, T. Meunier, M. Vinet
Publié dans: Solid-State Electronics, Numéro Volume 199, 2023, ISSN 0038-1101
Éditeur: Pergamon Press Ltd.
DOI: 10.1016/j.sse.2022.108488

Single-electron operations in a foundry-fabricated array of quantum dots

Auteurs: Fabio Ansaloni, Anasua Chatterjee, Heorhii Bohuslavskyi, Benoit Bertrand, Louis Hutin, Maud Vinet, Ferdinand Kuemmeth
Publié dans: Nature Communications, Numéro 11/1, 2020, ISSN 2041-1723
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41467-020-20280-3

Beyond-adiabatic Quantum Admittance of a Semiconductor Quantum Dot at High Frequencies: Rethinking Reflectometry as Polaron Dynamics

Auteurs: L. Peri, G. A. Oakes, L. Cochrane, C. J. B. Ford, M. F. Gonzalez-Zalba
Publié dans: Quantum, Numéro 8, 2024, Page(s) 1294, ISSN 2521-327X
Éditeur: Verein zur Forderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften
DOI: 10.22331/q-2024-03-21-1294

Scaling silicon-based quantum computing using CMOS technology

Auteurs: M. F. Gonzalez-Zalba, S. de Franceschi, E. Charbon, T. Meunier, M. Vinet & A. S. Dzurak
Publié dans: Nature Electronics, Numéro 4, 2021, Page(s) 872-884, ISSN 2520-1131
Éditeur: Springer Nature
DOI: 10.1038/s41928-021-00681-y

Electrical manipulation of a single electron spin in CMOS using a micromagnet and spin-valley coupling

Auteurs: Bernhard Klemt, Victor Elhomsy, Martin Nurizzo, Pierre Hamonic, Biel Martinez, Bruna Cardoso Paz, Cameron Spence, Matthieu C. Dartiailh, Baptiste Jadot, Emmanuel Chanrion, Vivien Thiney, Renan Lethiecq, Benoit Bertrand, Heimanu Niebojewski, Christopher Bäuerle, Maud Vinet, Yann-Michel Niquet, Tristan Meunier, Matias Urdampilleta
Publié dans: npj Quantum Information, Numéro 9, 2023, ISSN 2056-6387
Éditeur: Springer Science and Business Media LLC
DOI: 10.1038/s41534-023-00776-8

High-fidelity CNOT gate for spin qubits with asymmetric driving using virtual gates

Auteurs: Irina Heinz; Guido Burkard
Publié dans: Physical Review B, Numéro 105, 2022, ISSN 2469-9950
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.1103/physrevb.105.l121402

Non-symmetric Pauli spin blockade in a silicon double quantum dot

Auteurs: Theodor Lundberg, David J. Ibberson, Jing Li, Louis Hutin, José C. Abadillo-Uriel, Michele Filippone, Benoit Bertrand, Andreas Nunnenkamp, Chang-Min Lee, Nadia Stelmashenko, Jason W. A. Robinson, Maud Vinet, Lisa Ibberson, Yann-Michel Niquet, M. Fernando Gonzalez-Zalba
Publié dans: npj Quantum Information, Numéro 10, 2024, ISSN 2056-6387
Éditeur: Springer Science and Business Media LLC
DOI: 10.1038/s41534-024-00820-1

Nanoscale Mapping of the 3D Strain Tensor in a Germanium Quantum Well Hosting a Functional Spin Qubit Device

Auteurs: Cedric Corley-Wiciak; Carsten Richter; Marvin H. Zoellner; Ignatii Zaitsev; Costanza L. Manganelli; Edoardo Zatterin; Tobias U. Schülli; Agnieszka A. Corley-Wiciak; Jens Katzer; Felix Reichmann; Wolfgang M. Klesse; Nico W. Hendrickx; Amir Sammak; Menno Veldhorst; Giordano Scappucci; Michele Virgilio; Giovanni Capellini
Publié dans: ACS Applied Materials & Interfaces, Numéro 15, 2023, Page(s) 3119-3130, ISSN 1944-8244
Éditeur: American Chemical Society
DOI: 10.1021/acsami.2c17395

Mitigating variability in epitaxial-heterostructure-based spin-qubit devices by optimizing gate layout

Auteurs: Biel Martinez, Silvano de Franceschi, Yann-Michel Niquet
Publié dans: Physical Review Applied, Numéro 22, 2024, ISSN 2331-7019
Éditeur: American Physical Society (APS)
DOI: 10.1103/physrevapplied.22.024030

Low dephasing and robust micromagnet designs for silicon spin qubits

Auteurs: N. I. Dumoulin Stuyck; Fahd A. Mohiyaddin; R. Li; Marc Heyns; Bogdan Govoreanu; Iuliana Radu
Publié dans: Applied Physics Letters, Numéro 119, 2021, ISSN 1077-3118
Éditeur: AIP
DOI: 10.1063/5.0059939

Crosstalk analysis for simultaneously driven two-qubit gates in spin qubit arrays

Auteurs: Irina Heinz; Guido Burkard
Publié dans: Physical Review B, Numéro 105, 2022, ISSN 2469-9950
Éditeur: American Physical Society
DOI: 10.1103/physrevb.105.085414

Cavity-mediated iSWAP oscillations between distant spins

Auteurs: Jurgen Dijkema, Xiao Xue, Patrick Harvey-Collard, Maximilian Rimbach-Russ, Sander L. de Snoo, Guoji Zheng, Amir Sammak, Giordano Scappucci, Lieven M. K. Vandersypen
Publié dans: Nature Physics, Numéro 21, 2025, Page(s) 168-174, ISSN 1745-2473
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41567-024-02694-8

Strong coupling between a photon and a hole spin in silicon

Auteurs: Cécile X. Yu, Simon Zihlmann, José C. Abadillo-Uriel, Vincent P. Michal, Nils Rambal, Heimanu Niebojewski, Thomas Bedecarrats, Maud Vinet, Étienne Dumur, Michele Filippone, Benoit Bertrand, Silvano De Franceschi, Yann-Michel Niquet, Romain Maurand
Publié dans: Nature Nanotechnology, Numéro 18, 2023, Page(s) 741-746, ISSN 1748-3387
Éditeur: Nature Publishing Group
DOI: 10.1038/s41565-023-01332-3

Non-peer reviewed articles (1)

Analysis and mitigation of residual exchange coupling in linear spin-qubit arrays

Auteurs: Irina Heinz, Adam R. Mills, Jason R. Petta, Guido Burkard
Publié dans: Physical Review Research, Numéro 6, 2024, Page(s) https://arxiv.org/abs/2308.11308, ISSN 2643-1564
Éditeur: American Physical Society (APS)
DOI: 10.1103/physrevresearch.6.013153

Conference proceedings (5)

Fabrication of gate electrodes for scalable quantum computing using CMOS industry compatible e-beam lithography and numerical simulation of the resulting quantum device

Auteurs: Varvara Brackmann, Malte Neul, Michael Friedrich, Wolfram Langheinrich, Maik Simon, Pascal Muster, Sebastian Pregl, Arne Demmler, Norbert Hanisch, Maximilian Lederer, Katrin Zimmermann, Jan Klos, Felix Reichmann, Yuji Yamamoto, Marcus Wislicenus, Claus Dahl, Lars R. Schreiber, Hendrik Bluhm, Benjamin Lilienthal-Uhlig
Publié dans: 38th European Mask and Lithography Conference (EMLC 2023), Numéro Proceedings Volume 12802, 2023, Page(s) 128020E, ISBN 9781510668607
Éditeur: SPIE
DOI: 10.1117/12.2675943

A new FDSOI spin qubit platform with 40nm effective control pitch

Auteurs: T. Bédécarrats, B. Cardoso Paz, B. Martinez Diaz, H. Niebojewski, B. Bertrand, N. Rambal, C. Comboroure, A. Sarrazin, F. Boulard, E. Guyez, J.-M. Hartmann, Y. Morand, A. Magalhaes-Lucas, E. Nowak, E. Catapano, M. Cassé, M. Urdampilleta, Y.-M. Niquet, F. Gaillard, S. De Franceschi, T. Meunier, M. Vinet
Publié dans: 2021 IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM), 2021, ISBN 978-1-6654-2572-8
Éditeur: IEEE
DOI: 10.1109/iedm19574.2021.9720497

Linking Room- and Low-Temperature Electrical Performance of MOS Gate Stacks for Cryogenic Applications

Auteurs: Kao, KH; Godfrin, C; Elsayed, A ; Li, R; Simoen, E; Grill, A; Kubicek, S; Radu, IP; Govoreanu, B
Publié dans: IEEE Electron Device Letters, Numéro 15580563, 2022, Page(s) 674-677, ISSN 1558-0563
Éditeur: IEEE
DOI: 10.1109/led.2022.3162368

Large-Scale 2D Spin-Based Quantum Processor with a Bi-Linear Architecture

Auteurs: F.A. Mohiyaddin, R. Li, S. Brebels, G. Simion, N. I. Dumoulin Stuyck, C. Godfrin, M. Shehata, A. Elsayed, B. Gys, S. Kubicek, J. Jussot, Y. Canvel, S. Massar, P. Weckx, P. Matagne, M. Mongillo, B. Govoreanu & I. P. Radu
Publié dans: 2021 IEEE International Electron Devices Meeting (IEDM), 2021, ISBN 978-1-6654-2572-8
Éditeur: IEEE
DOI: 10.1109/iedm19574.2021.9720606

Coupling control in the few-electron regime of quantum dot arrays using 2-metal gate levels in CMOS technology

Auteurs: B. Cardoso Paz, V. El-Homsy, D. J. Niegemann, B. Klemt, E. Chanrion, V. Thiney, B. Jadot, P. A. Mortemousque, B. Bertrand, T. Bédécarrats, H. Niebojewski, F. Perruchot, S. De Franceschi, M. Vinet, M. Urdampilleta and T. Meunier
Publié dans: ESSCIRC 2022- IEEE 48th European Solid State Circuits Conference (ESSCIRC), 2022, ISBN 9781665484954
Éditeur: Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
DOI: 10.1109/esscirc55480.2022.9911381