[发明专利]具有共享栅的量子点阵列设备

说明书

在本文中公开了量子点器件，以及相关的计算设备和方法。例如，在一些实施例中，量子点器件可以包括：量子点器件的量子阱堆叠结构，其中量子阱堆叠结构包括绝缘材料以限定多行的量子点形成区域；以及遍布行中的多个行的栅。

背景技术

量子计算指代与使用量子力学现象来操纵数据的计算系统有关的研究领域。这些量子力学现象——诸如叠加（其中量子变量可以同时存在于多个不同状态中）和纠缠（其中多个量子变量具有与它们的空间或时间上的距离无关的相关状态）——在经典计算的世界中不具有类似物，并且因此不能够利用经典计算设备来实现。

附图说明

通过结合附图的以下详细描述将容易地理解实施例。为了便于本描述，相同的附图标记标明相同的结构元件。以示例的方式而非以限制的方式在附图的各图中图示实施例。

图1-3是根据各种实施例的量子点器件的剖视图。

图4-28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29是量子点器件的另一个实施例的剖视图。

图30-49图示了根据各种实施例的图29的量子点器件的制造中的各种示例阶段。

图50-51是根据各种实施例的可以被用在量子点器件中的量子阱堆叠的各种示例的剖视图。

图52图示了根据各种实施例的具有在单个量子阱堆叠上的多个群组的栅的量子点器件的实施例。

图53-54图示了量子点器件中的掺杂区域的各种实施例的详细视图。

图55-58图示了根据各种实施例的量子点器件的制造中的各种替换阶段。

图59是根据各种实施例的具有多个互连层的量子点器件的剖视图。

图60是根据各种实施例的量子点器件封装的剖视图。

图61A和61B是可以包括在本文中公开的任何量子点器件的晶片和管芯的顶视图。

图62是可以包括在本文中公开的任何量子点器件的器件组装件的侧面剖视图。

图63是根据各种实施例的操作量子点器件的说明性方法的流程图。

图64和65是根据各种实施例的操作量子点器件的说明性方法的流程图。

图66是根据各种实施例的示例量子计算设备的框图，该量子计算设备可以包括在本文中公开的任何量子点器件。

具体实施方式

在本文中公开的是量子点器件，以及相关的计算设备和方法。例如，在一些实施例中，量子点器件可以包括：量子点器件的量子阱堆叠结构，其中量子阱堆叠结构包括绝缘材料以限定多行量子点形成区域；以及遍布行中的多个行的栅。

在本文中公开的量子点器件可以使得能够形成量子点以用作量子计算设备中的量子比特（“量子位”），以及控制这些量子点以实行量子逻辑运算。不像先前的用以量子点形成和操纵的方法，在本文中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）、在被包括在器件中的量子点的数目方面的良好可扩缩性、和/或在做出对量子点器件的电连接以将量子点器件集成在较大计算设备中的方面的设计灵活性。

在以下详细描述中，对形成详细描述的一部分的附图做出参考，并且其中通过说明的方式示出了可以被实践的实施例。要理解的是，可以利用其它实施例，并且在不偏离本公开的范围的情况下，可以进行结构的或逻辑的变化。因此，并不以限制意义考虑以下详细描述。