芯片量子光学带光电路

量子光学是一个快速演化领域,单光子可用于安全通信、通用量子计算和复杂量子系统模拟等应用以往该领域实验主要使用散装光学技术进行,即光学表充斥镜片、镜像和其他组件光学表对齐、稳定化和所需空间变得越来越不现实,因此,对于更高级实验,这不是一种特别可伸展的办法。

尽管如此,这些问题可以通过综合光学学和帮助避免RaithEBPG5000+^一二.博士Menno Poot来自美国耶鲁大学,

芯片量子光学

线性量子光学方法中量子信息编码单片³.双轨编码法 最逻辑方法 做芯片编码可考虑两种光波导体:单光子表示逻辑0状态遍历前位,而单波导体则表示单光子为1使用 Y-sprite时,有趣的事实是,两种输出波导体中均有可能检测光子

并发0+1通常,单quit单量子操作可执行时,光子通过设计周全光电路发送,光子路由方向片段和相邻相距相对差组成。双方位运算,线性光学量计算非确定性过程后选实验结果可识别光子执行双光子有效交互

KLM程序中心^[4].光子检测应尽最大可能效率集成检测器与光电路并发对预防互连损耗至关重要量子效率最高检测器使用极窄超导线制作^[5].设备在吸收光子产生可测量电压脉冲时简单恢复常态每当使用超导体时,芯片必须冷却到极低温度芯片散热量必须最小化以保持芯片冷电解相移器使用量子电路编程

图1黑田显微图设备受控NOT量子操作标定对齐器(蓝三角器)用于获取芯片单片量子操作使用带定向对齐器光子电路实现单个设备,例如此处显示的设备,测量1.5乘1毫米。图像信用度: Raith

图2集成量子光学设备细节Etch窗口释放机电相移器光阻检测器保护超导单片检测器不受置换缩放位移器电极为黄色,释放装置和波导为绿色,二氧化硅(以及稀薄SiN层)以蓝标注光波引导顶部SSPD内置显示波向导的顶点和对齐鸟目CNOT电路环用于判定编造电路相对光相⁷.八相移器中四分半可见 图像信用: Raith

MEMS设备不散热低温工作^[6].图1显示完成芯片概述,图2则显示各种元素

制造过程

计及许许多不同技术搭配芯片(如超导体、MEMS、phenicss),需要超过六步平面绘制两种技术使用标准照相平面图,而其他技术则用电子波束平面图执行目的aRaithEBPG5000+使用中 。起始点为带热生长LPCVDsi₃N级₄和辽₂层层后一种电路用作覆盖物,可动部件和光电路安装在二元机内

素材光机械性能极佳微量NbtiN喷射物面薄膜变超导约11K对齐标记和电极在初始步骤中定义后续超导检测器写并刻模式SIN反应嵌入后两步使用第一步,薄西南层留守,第二层直通底层氧化物通过稀释缓冲氢氟酸芯片 机械结构释放 并继之以临界点干

线性图挑战

电子波音平面图写这些复杂电路时面临多重挑战app亚博体育这些挑战可以用EBPG等先进设备来应对。

近似效果校正

金属层首创芯片不同的波束流使用既大(190x90m)接触板和精细特征,如可移动电极和固定电极之间的小差(小至125nm)。图3显示如何使用近距离效果校正预防过度接触

图3开发式PMA显像画 写时没有近距离效果校正九小电极激活相位移器时需在大接触板间区间过度曝光 图像信用: Raith

缝纫

裁剪不可避免,因为单个设备大小超过最大写域RaithEBPG5000+EBPG缝制手工艺品使用固有法和/或数据处理,即使在最大场尺寸上也可以减少或甚至完全清除

图4波向图跨过两个写字段间边界(用虚线表示)。EBPG显示精美缝合,指 < 15nm.图像信用: Raith

重叠

另一关键方面是所有不同层次相对定位金属标记至关重要图5显示这些金属标识使用SU-8覆盖保护,SU-8使用照相平面绘制模式保护对实现精确叠加不同层次至关紧要

图5Markers通过Sin顶行显示使用EBPG5000+综合BSE检测器获取的图像左两块面板没有保护重发黄金b创建高电子散射区SU-8保护(cd)标记不受影响c光学显微图显示SU-8保护下值指针标记曝光 图像信用: Raith

SSPD高分辨率

另一难点是写单片检测器图2(d)描述光片瞬间破解超导性,当它用NbtiN编程制造的U形纳米线吸收时然而,只有当线非常窄薄时才可行厚度通常为4-8纳米,由胶片沉降定平面绘制宽度Nanowires至30纳米有效编译使用高清晰度HSQ抗冲和小波束步尺寸此外,电子波束平面扫描的灵活性允许检测器几何对量子效率等特征产生效果供调查

平滑波导

滑波引导最终通过小波束步数获取相对小费传播损耗1.5db/cm^[2]获取 。开发后回流ZEP520A电子波束阻在上述两种情况下,都发现平滑波导物散射损耗甚至较小

图6集成光量设备概览

结论和Outlook

Raith EBPG是纳米集成光电路最理想工具精确定位不同平面步数通过工具使用自动标识搜索和对齐实现良好叠加实现易交换分辨率和波束流以及PEC支持允许灵活写法本能化使用EBPG提供图形CVE和CJob实用程序现时,Dr.Menno Poot正努力进一步优化芯片上开发的所有单个组件和低温特征描述下一步,光子等非经典光线将送入这些令人兴奋的设备中,而复杂量子电路应设计并制作

引用

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