公开(公告)号：US07479652B2

公开(公告)日：2009-01-20

申请号：US10567990

申请日：2004-08-10

申请人： Andrew D. Greentree ,  Alexander Rudolf Hamilton ,  Frederick Green ,  Lloyd Christopher Leonard Hollenberg

发明人： Andrew D. Greentree ,  Alexander Rudolf Hamilton ,  Frederick Green ,  Lloyd Christopher Leonard Hollenberg

IPC分类号： H01L29/06

CPC分类号： G06N99/002 ,  B82Y10/00

摘要： This invention concerns quantum computers in which the qubits are closed systems, in that the particle or particles are confined within the structure. A “site” can be produced by any method of confining an electron or other quantum particle, such as a dopant atom, a quantum dot, a cooper pair box, or any combination of these. In particular the invention concerns a closed three-site quantum particle system. The state in the third site is weakly coupled by coherent tunneling to the first and second states, so that the third state is able to map out the populations of the first and second states as its energy is scanned with respect to the first and second states. In second and third aspects it concerns a readout method for a closed three-state quantum particle system.

摘要翻译： 本发明涉及其中量子位是封闭系统的量子计算机，其中颗粒或颗粒被限制在结构内。 可以通过限制电子或其他量子粒子，例如掺杂剂原子，量子点，铜对盒或这些的任何组合的任何方法来产生“位点”。 特别地，本发明涉及封闭的三位置量子粒子系统。 第三站点中的状态通过相干隧道到第一和第二状态而弱耦合，使得第三状态能够映射第一和第二状态的群体，因为其能量相对于第一和第二状态被扫描 。 在第二和第三方面，它涉及封闭的三态量子粒子系统的读出方法。

公开(公告)号：US08148715B2

公开(公告)日：2012-04-03

申请号：US12660085

申请日：2010-02-19

申请人： Lloyd Christopher Leonard Hollenberg ,  Andrew Steven Dzurak ,  Cameron Wellard ,  Alexander Rudolf Hamilton ,  David J. Reilly ,  Gerard J. Milburn ,  Robert Graham Clark

发明人： Lloyd Christopher Leonard Hollenberg ,  Andrew Steven Dzurak ,  Cameron Wellard ,  Alexander Rudolf Hamilton ,  David J. Reilly ,  Gerard J. Milburn ,  Robert Graham Clark

IPC分类号： H01L31/00

CPC分类号： G06N99/002 ,  B82Y10/00 ,  Y10S977/933

摘要： This invention concerns a quantum device, suitable for quantum computing, based on dopant atoms located in a solid semiconductor or insulator substrate. In further aspects the device is scaled up. The invention also concerns methods of reading out from the devices, initializing them, using them to perform logic operations and making them.

摘要翻译： 本发明涉及一种基于位于固体半导体或绝缘体衬底中的掺杂剂原子的适用于量子计算的量子器件。 在另外的方面，设备被放大。 本发明还涉及从设备读出初始化它们的方法，使用它们来执行逻辑操作并使它们成为可能。

公开(公告)号：US07732804B2

公开(公告)日：2010-06-08

申请号：US10524951

申请日：2003-08-20

申请人： Lloyd Christopher Leonard Hollenberg ,  Andrew Steven Dzurak ,  Cameron Wellard ,  Alexander Rudolf Hamilton ,  David J. Reilly ,  Gerard J. Milburn ,  Robert Graham Clark

发明人： Lloyd Christopher Leonard Hollenberg ,  Andrew Steven Dzurak ,  Cameron Wellard ,  Alexander Rudolf Hamilton ,  David J. Reilly ,  Gerard J. Milburn ,  Robert Graham Clark

IPC分类号： H01L31/00

CPC分类号： G06N99/002 ,  B82Y10/00 ,  Y10S977/933

摘要： Ionisation of one of a pair of dopant atoms in a substrate creates a double well potential, and a charge qubit is realised by the location of one or more electrons or holes within this potential. The dopant atoms may comprise phosphorous atoms, located in a silicon substrate. A solid state quantum computer may be formed using a plurality of pairs of dopant atoms, corresponding gate electrodes, and read-out devices comprising single electron transistors.

摘要翻译： 在衬底中的一对掺杂剂原子之一的电离产生双阱电位，并且通过在该电位内的一个或多个电子或空穴的位置来实现电荷量子位。 掺杂剂原子可以包含位于硅衬底中的磷原子。 可以使用多对掺杂剂原子，对应的栅电极和包括单电子晶体管的读出器件来形成固态量子计算机。

公开(公告)号：US20110049475A1

公开(公告)日：2011-03-03

申请号：US12660085

申请日：2010-02-19

申请人： Lloyd Christopher Leonard Hollenberg ,  Andrew Steven Dzurak ,  Cameron Wellard ,  Alexander Rudolf Hamilton ,  David J. Reilly ,  Gerard J. Milburn ,  Robert Graham Clark

发明人： Lloyd Christopher Leonard Hollenberg ,  Andrew Steven Dzurak ,  Cameron Wellard ,  Alexander Rudolf Hamilton ,  David J. Reilly ,  Gerard J. Milburn ,  Robert Graham Clark

IPC分类号： H01L49/00

CPC分类号： G06N99/002 ,  B82Y10/00 ,  Y10S977/933

摘要： This invention concerns a quantum device, suitable for quantum computing, based on dopant atoms located in a solid semiconductor or insulator substrate. In further aspects the device is scaled up. The invention also concerns methods of reading out from the devices, initializing them, using them to perform logic operations and making them.

摘要翻译： 本发明涉及一种基于位于固体半导体或绝缘体衬底中的掺杂剂原子的适用于量子计算的量子器件。 在另外的方面，设备被放大。 本发明还涉及从设备读出初始化它们的方法，使用它们来执行逻辑操作并使它们成为可能。

公开(公告)号：US07547648B2

公开(公告)日：2009-06-16

申请号：US10568559

申请日：2004-08-20

申请人： Frank J. Ruess ,  Lars Oberbeck ,  Michelle Yvonne Simmons ,  K. E. Johnson Goh ,  Alexander Rudolf Hamilton ,  Mladen Mitic ,  Rolf Brenner ,  Neil Jonathan Curson ,  Toby Hallam

发明人： Frank J. Ruess ,  Lars Oberbeck ,  Michelle Yvonne Simmons ,  K. E. Johnson Goh ,  Alexander Rudolf Hamilton ,  Mladen Mitic ,  Rolf Brenner ,  Neil Jonathan Curson ,  Toby Hallam

IPC分类号： H01L21/00

CPC分类号： H01L23/544 ,  B82Y10/00 ,  B82Y30/00 ,  G01Q80/00 ,  H01L29/66439 ,  H01L2223/54426 ,  H01L2223/54453 ,  H01L2924/0002 ,  Y10S438/975 ,  H01L2924/00

摘要： This invention concerns the fabrication of nanoscale and atomic scale devices. The method involves creating one or more registration markers. Using a SEM or optical microscope to form an image of the registration markers and the tip of a scanning tunnelling microscope (STM). Using the image to position and reposition the STM tip to pattern the device structure. Forming the active region of the device and then encapsulating it such that one or more of the registration markers are still visible to allow correct positioning of surface electrodes. The method can be used to form any number of device structures including quantum wires, single electron transistors, arrays or gate regions. The method can also be used to produce 3D devices by patterning subsequent layers with the STM and encapsulating in between.

摘要翻译： 本发明涉及纳米尺度和原子尺度装置的制造。 该方法涉及创建一个或多个注册标记。 使用SEM或光学显微镜形成对准标记和扫描隧道显微镜（STM）的尖端的图像。 使用图像定位和重新定位STM尖端以对设备结构进行图案化。 形成器件的有源区，然后封装，使得一个或多个配准标记物仍然可见，以允许表面电极的正确定位。 该方法可用于形成任何数量的器件结构，包括量子线，单电子晶体管，阵列或栅极区。 该方法还可以用于通过用STM构图后续层并封装在其间来产生3D器件。

公开(公告)号：US07176066B2

公开(公告)日：2007-02-13

申请号：US11132851

申请日：2005-05-19

申请人： Rolf Brenner ,  Tilo Marcus Buehler ,  Robert Graham Clark ,  Andrew Steven Dzurak ,  Alexander Rudolf Hamilton ,  Nancy Ellen Lumpkin ,  Rita Paytricia McKinnon

发明人： Rolf Brenner ,  Tilo Marcus Buehler ,  Robert Graham Clark ,  Andrew Steven Dzurak ,  Alexander Rudolf Hamilton ,  Nancy Ellen Lumpkin ,  Rita Paytricia McKinnon

IPC分类号： H01L21/20 ,  H01L21/335 ,  H01L21/425

CPC分类号： G06N99/002 ,  B82Y10/00 ,  H01L21/266 ,  H01L29/66439 ,  H01L49/006

摘要： A silicon substrate is coated with one or more layers of resist. First and second circuit patterns are exposed in sequence, where the second pattern crosses the first pattern. The patterned resist layers are developed to open holes which extend down to the substrate only where the patterns cross over each other. These holes provide a mask suitable for implanting single phosphorous ions in the substrate, for a solid state quantum computer. Further development of the resist layers provides a mask for the deposition of nanoelectronic circuits, such as single electron transistors, aligned to the phosphorous ions.

摘要翻译： 硅衬底涂覆有一层或多层抗蚀剂。 顺序地暴露第一和第二电路图案，其中第二图案与第一图案交叉。 图案化的抗蚀剂层被显影以打开仅在图案彼此交叉的位置向下延伸到基底的孔。 这些孔提供了适用于在固态量子计算机中将衬底中的单个磷离子注入的掩模。 抗蚀剂层的进一步开发提供了用于沉积与磷离子对准的纳米电子电路（例如单电子晶体管）的掩模。