ADVANCED QUANTUM PROCESSING SYSTEMS AND METHODS FOR PERFORMING QUANTUM LOGIC OPERATIONS

• Main Authors: MONIR, MD SERAJUM, RAHMAN, RAJIB, KRANZ, LUDWIK, GORMAN, SAMUEL KEITH, KEITH, DANIEL, SIMMONS, MICHELLE YVONNE, ROCHE, STEPHEN
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 09.02.2023
• Subjects: CALCULATING; COMPUTER SYSTEMS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS; COMPUTING; COUNTING; PHYSICS

Quantum processing element and method to perform logic operations on a quantum processing element are disclosed. The quantum processing element includes: a semiconductor, a dielectric material forming an interface with the semiconductor, a plurality of dopant dots embedded in the semiconductor, each of the dopant dots comprising one or more dopant atoms and one or more electrons or holes confined within the dopant dots, wherein spin of an unpaired electron or hole of each dopant dot forms at least one qubit. The method includes the step of: controlling orientation of nuclear spins of the one or more dopant atoms in a pair of dopant dots and/or controlling a hyperfine interaction between nuclear spins of one or more dopant atoms and electron or hole spins of the unpaired electron or hole in the pair of dopant dots to perform a quantum logic operation on a corresponding pair of qubits. Un élément de traitement quantique et un procédé pour effectuer des opérations logiques sur un élément de traitement quantique sont divulgués. L'élément de traitement quantique comprend : un semi-conducteur, un matériau diélectrique formant une interface avec le semi-conducteur, une pluralité de points dopants intégrés dans le semi-conducteur, chacun des points dopants comprenant un ou plusieurs atomes dopants et un ou plusieurs électrons ou trous confinés à l'intérieur des points dopants, le spin d'un électron ou d'un trou non apparié de chaque point dopant formant au moins un bit quantique. Le procédé comprend l'étape consistant : à commander l'orientation des spins nucléaires du ou des atomes dopants dans une paire de points dopants et/ou à commander une interaction hyperfine entre des spins nucléaires d'un ou plusieurs atomes dopants et des spins d'électron ou de trou de l'électron ou du trou non apparié dans la paire de points dopants pour effectuer une opération logique quantique sur une paire correspondante de bits quantiques.