[发明专利]基于自激励自旋单电子电磁场效应晶体管的费米轻子量子位

权利要求书

1.一种基于自激励自旋单电子电磁场效应晶体管的费米轻子量子位，其特征在于，它的第一个主自由度分配给写入操作，第二个主自由度分配给读出操作，其中第一和第二主自由度之一是一个自旋电子电荷，而另外一个也是一个自旋电子电荷。

2.根据权利要求1所述的基于自激励自旋单电子电磁场效应晶体管的费米轻子量子位，其特征在于，第一主自由度分配给写入操作的是一个自旋电子电荷，分配给读出操作的第二主自由度是一个自旋电子电荷。

3.一种基于自激励自旋单电子电磁场效应晶体管的费米轻子量子位，其特征在于，它的第一个主自由度分配给写入操作，第二个主自由度分配给读出操作，其中第一和第二主自由度之一是一个自旋电子电荷，而另外一个也是一个自旋电子，它包含：

一个自激励自旋电磁单电子晶体管模块包含第一个和第二个自激励自旋电磁单电子晶体管，它们定义了一个闭合的晶体管环路，形成一个自旋电子量子位；

一个写入电路包含一个晶体管的栅极和掺杂纳米线碳化硅多型互嵌晶体形成栅极电容，栅电极电容性地耦合到有源区，允许这个量子位置于量子位的两个基态的一个或另一个，或者这些态的相干叠加中，一个源于可调电压源的偏压Vg施加到栅电极上；

一个读出电路含有一个读自激励自旋电磁单电子晶体管插入所述的晶体管环路，它的有源区电导率是第一和第二个晶体管的2倍以上。

4.根据权利要求3所述的基于自激励自旋单电子电磁场效应晶体管的费米轻子量子位，其特征在于，晶体管环路由这样一种方式构成，量子位的跃迁频率f₀能够调整到一个值，它对于外部参数和扰动是静态的。

5.根据权利要求3所述的基于自激励自旋单电子电磁场效应晶体管的费米轻子量子位，其特征在于，它包括了能够感应一个穿过晶体管环路的可调节磁通量的部件，通过作用在量子位的相位差δ上，同时，纳米线晶体管具有电感，其对穿越环路的磁通量调节电感。

6.根据权利要求3所述的基于自激励自旋单电子电磁场效应晶体管的费米轻子量子位，其特征在于，它包括了一个读出电路，它独立于写入电路，电位耦合到所述的量子位环路中，除读出晶体管外，具有在读出周期施加一个可以参数化的持续时间和幅度的电流脉冲Ib部件，也有在读晶体管的终端上探测2π相位跃迁的部件，作为读脉冲的一个结果，排他性地出现两个态的一个。

7.根据权利要求5所述的基于自激励自旋单电子电磁场效应晶体管的费米轻子量子位，其特征在于，它的参数是直流偏压Vg和由穿过晶体管环路中的磁通量Φ和读电流Ib的晶体管相位差δ，在运行点Fi，对应两套参数Vg和δ，跃迁频率f₀是静态的。

8.根据权利要求6所述的基于自激励自旋单电子电磁场效应晶体管的费米轻子量子位，其特征在于，读出序列产生读脉冲序列，它有一个峰值Ibc，施加一个电流脉冲的部件发送一个静态电流，它相对读出脉冲的方向是负的，其峰值小于Ibc，当一个读脉冲到达的时候，替代在π/2～π之间的晶体管相位差δ是可能的。

9.一个多量子位自旋电子器件，其特征在于，它包含至少第一个室温自激励自旋电子电磁晶体管自旋电子量子位，它具有一个分配给写入的自旋电子电荷主自由度，分配给读出的自旋电子的第二个主自由度，至少一个第二个室温晶体管自旋电子量子位，它具有一个分配给写入的自旋电子电荷主自由度，分配给读出的自旋电子的第二个主自由度，一个耦合器件耦合两者，即所述的第一和第二个量子位的自旋电子电荷属性的两个第一个主自由度。

10.根据权利要求9所述的多量子位自旋电子器件，其特征在于，多量子位自旋电子器件所述的耦合器件包含至少一个电容器。