课题基金基金详情
SiGe射频单电子晶体管静电计对单量子态的超快超灵敏探测和操控研究
结题报告
批准号:
91121014
项目类别:
重大研究计划
资助金额:
80.0 万元
负责人:
郭国平
依托单位:
学科分类:
A2404.量子计算与量子通信
结题年份:
2014
批准年份:
2011
项目状态:
已结题
项目参与者:
汪成友、张苗磊、周诚、汪林俊、林志荣、王力、刘哲雨、韩天一、邓光伟
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
客服二维码
微信扫码咨询
中文摘要
射频单电子晶体管静电计RF-SET能提供比SET更高的灵敏度和更高的带宽,使得对微小物理量(可转为电荷变化)的动态演化成为可能。本课题将从固态量子信息处理器的实际需求出发,研制一种基于新型Si/Ge纳米线射频单电子晶体管RF-SET的超快(10M)超灵敏(10^(-6)e/Hz^(-1/2)静电计,设计并制备RF-SET静电计与半导体量子点等纳米结构耦合的集成芯片,融合低温射频技术与量子输运技术,实现SiGe射频单电子晶体管对耦合量子点中量子态的超快超灵敏测量和操控,研究半导体量子点中电子态的动态演化,量子输运以及相干时间等问题,同时打破国外相关产品的垄断,开发超快超灵敏测量所需低温放大器和方向耦合器等各种低温射频电子学元器件,并结合基于半导体量子点的下一代信息存储和处理器的要求,力图在低温电子学元器件与量子点半导处理器的集成和芯片化方面做出若干创新型的研究成果及部分新型实用专利技术。
英文摘要
本项目从固态量子信息处理器的实际需求出发,设计研制一种基于新型 Si/Ge非掺杂结构的量子点器件,完成了超快超灵敏射频电路的设计、搭建和应用,设计并制备 RF-SET 静电计与半导体量子点等纳米结构耦合的集成量子芯片,融合了低温射频技术与量子输运技术,圆满完成了项目计划书中预订的研究目标。(1)完成了Si/Ge半导体量子点器件结构的设计和制备,完成了新型非掺杂Si/Ge二维异质结上单/双量子点的设计和制备工作,确定了Si/Ge量子点量子操控的基本方法和量子点性质的各个基本参数(比如充电能等),为下一步研究射频Si/Ge单电子晶体管与半导体量子点复合体系奠定了基础。(2)首先在4.2K 的样品杆上设计和安装一套射频电路,完成反射式RF 射频电路的优化设计和检测手段的测试。 在此基础上进一步完成了在干式稀释制冷机和He3 制冷机射频电路的安装和调试,完成了高频样品托座(Chip Carrier or Socket)的设计和加工。(3)完成了超快灵敏探测电路的设计、搭建、改进和应用,并且成功的在砷化镓双量子点样品上实现了超快灵敏的电子态探测,为后续实现各种量子态和量子比特的探测,打下了坚实的基础。(4)自主研制开发了超快超灵敏测量所需低温宽频放大器和低温定向耦合器等各种低温射频电子学元器件,申请了多项专利。(5)设计了反射式超导谐振腔用来实现超快超灵敏探测,并实现了超导谐振腔与石墨烯双量子点的耦合,进而利用超快射频探测技术实现了同时对超导腔耦合的两个双量子点芯片的电子态的探测。(6)利用QPC作为探测通道的方式实现了量子点中电子态编码的电荷量子比特的超快逻辑门操控,对后续实现超快超灵敏射频技术探测提出了更高的要求,为后续开展利用射频技术探测和操控超快量子比特逻辑门操作打下了量子比特制备和门操控上的技术基础。.通过项目的实施,我们掌握了对单量子态的超快灵敏测量手段和技术, 掌握了半导体纳米加工的各种工艺,培养了一批掌握超快灵敏测量和纳米加工技术的年轻人才,实现了利用超导腔耦合多量子点并实现了超快超灵敏探测,取得了一系列丰富的研究成果,这一系列工作为深入理解和实施固态量子信息过程奠定了坚实和有力的基础。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1088/0256-307x/31/5/050302
发表时间:2014-04
期刊:Chinese Physics Letters
影响因子:3.5
作者:Runan Shang;Haiou Li;G. Cao;G. Yu;M. Xiao;T. Tu;G. Guo
通讯作者:Runan Shang;Haiou Li;G. Cao;G. Yu;M. Xiao;T. Tu;G. Guo
Fabrication and characterization of an undoped GaAs/AlGaAs quantum dot device
无掺杂 GaAs/AlGaAs 量子点器件的制备和表征
DOI:10.1063/1.4900915
发表时间:2014-06
期刊:Journal of Applied Physics
影响因子:3.2
作者:Tu, Tao;Guo, Guang-Can;Jiang, Hong-Wen;Guo, Guo-Ping
通讯作者:Guo, Guo-Ping
Quantum computation on gate-defined semiconductor quantum dots
门定义半导体量子点的量子计算
DOI:10.1007/s11434-012-5091-5
发表时间:2012-06
期刊:Chinese Science Bulletin
影响因子:--
作者:Li Hai-Ou;Yao Bing;Tu Tao;Guo Guo-Ping
通讯作者:Guo Guo-Ping
DOI:10.1038/srep02402
发表时间:2013
期刊:SCIENTIFIC REPORTS
影响因子:4.6
作者:Liu, Ai-Ping;Xiong, Xiao;Ren, Xi-Feng;Cai, Yong-Jing;Rui, Guang-Hao;Zhan, Qi-Wen;Guo, Guang-Can;Guo, Guo-Ping
通讯作者:Guo, Guo-Ping
Measuring the complex admittance of a nearly isolated graphene quantum dot
测量几乎孤立的石墨烯量子点的复数导纳
DOI:10.1063/1.4893883
发表时间:2014-08
期刊:Applied Physics Letters
影响因子:4
作者:Xiao, Ming;Guo, Guang-Can;Jiang, Hong-Wen;Guo, Guo-Ping
通讯作者:Guo, Guo-Ping
面向量子计算的低温电子学器件的物理基础研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    320万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    郭国平
  • 依托单位:
石墨烯可扩展门型量子点中自旋量子比特的实现与操控研究
  • 批准号:
    10934006
  • 项目类别:
    重点项目
  • 资助金额:
    200.0万元
  • 批准年份:
    2009
  • 负责人:
    郭国平
  • 依托单位:
GaAs/GaAlAs双子带二维电子系统中的量子输运实验研究
  • 批准号:
    10874163
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    35.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    郭国平
  • 依托单位:
量子光场与表面等离激元的相互作用研究
  • 批准号:
    10604052
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    43.0万元
  • 批准年份:
    2006
  • 负责人:
    郭国平
  • 依托单位:
国内基金
海外基金