[发明专利]量子点器件

说明书

本文公开了量子点器件以及相关的系统和方法。在一些实施例中，量子点器件可以包括量子阱堆叠；量子阱堆叠上方的多个第一栅；以及量子阱堆叠上方的多个第二栅；其中，所述多个第一栅布置在沿第一方向延伸的电连续行中，并且所述多个第二栅布置在沿垂直于所述第一方向的第二方向延伸的电连续行中。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年11月3日提交的题为“QUANTUM DOT DEVICES”的美国临时申请No.62/417,047的优先权。该优先权申请的全部内容通过引用结合于此。

背景技术

量子计算是指涉及使用量子力学现象来操纵数据的计算系统的研究领域。这些量子力学现象（例如叠加（其中量子变量可以同时存在于多个不同的状态中）和纠缠（其中多个量子变量具有相关状态，而不管它们在空间或时间上的距离如何））不具有经典计算世界中的类似物，因此不能用经典计算设备实现。

附图说明

通过以下结合附图的详细描述将容易理解实施例。为了便于描述，相同的附图标记表示相同的结构元件。在附图的各图中，通过示例而非通过限制的方式图示了实施例。

图1A-1E是根据各种实施例的量子点器件的各种视图。

图2A-2U图示了根据各种实施例的量子点器件的制造中的各种示例阶段。

图3是根据各种实施例的量子点器件的视图。

图4A-4D是根据各种实施例的量子点器件的各种视图。

图5A-5C图示了根据各种实施例的量子点器件的各种示例尺寸。

图6-8图示了根据各种实施例的可用于在量子点器件上执行量子操作的各种电配置。

图9图示了根据各种实施例的用于量子点器件的互连布置。

图10图示了根据各种实施例的与量子点器件中的量子点栅（gate）相关联的磁体的布置。

图11图示了根据各种实施例的双侧量子点器件。

图12A-12E图示了根据各种实施例的可以被包括在量子点器件中的量子阱堆叠的各种实施例。

图13A和13B是可包括本文公开的任何量子点器件的晶片和管芯的顶视图。

图14是可包括本文公开的任何量子点器件的器件组件的横截面侧视图。

图15是根据各种实施例的示例性量子计算设备的框图，该示例性量子计算设备可包括本文公开的任何量子点器件。

具体实施方式

本文公开了量子点器件以及相关的系统和方法。在一些实施例中，量子点器件可以包括量子阱堆叠；量子阱堆叠上方的多个第一栅；以及量子阱堆叠上方的多个第二栅；其中第一栅位于每个最邻近对的第二栅之间。在一些实施例中，量子点器件可以包括量子阱堆叠；量子阱堆叠上方的多个第一栅；以及量子阱堆叠上方的多个第二栅；其中，所述多个第一栅布置在沿第一方向延伸的电连续行中，并且所述多个第二栅布置在沿垂直于第一方向的第二方向延伸的电连续行中。在一些实施例中，量子点器件可以包括量子阱堆叠；量子阱堆叠上方的多个第一栅；以及量子阱堆叠上方的多个第二栅；其中，所述多个第二栅被布置为栅格中的点，并且所述多个第二栅相对于所述栅格的对角线子集是电连续的。

本文公开的量子点器件可以使量子点的形成能够充当量子计算器件中的量子比特（“量子位”），以及控制这些量子点以执行量子逻辑运算。与先前的量子点形成和操纵方法不同，本文公开的量子点器件的各种实施例提供量子点的强空间定位（以及因此对量子点相互作用和操纵的良好控制），包括在该器件中的量子点的数量的良好可扩展性和/或在与量子点器件进行电连接以将量子点器件集成在较大的计算设备中的设计灵活性。