[發明專利]基于自激勵自旋單電子電磁場效應晶體管的費米輕子量子位

在審

• 申請號: 201810062046.4
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN108470216A
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 張洪濤;張澤森
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: G06N99/00
• 分類號: G06N99/00
• 代理公司: 武漢帥丞知識產權代理有限公司 42220
• 代理人: 朱必武;劉國斌

1.一種基于自激勵自旋單電子電磁場效應晶體管的費米輕子量子位，其特征在于，它的第一個主自由度分配給寫入操作，第二個主自由度分配給讀出操作，其中第一和第二主自由度之一是一個自旋電子電荷，而另外一個也是一個自旋電子電荷。

2.根據權利要求1所述的基于自激勵自旋單電子電磁場效應晶體管的費米輕子量子位，其特征在于，第一主自由度分配給寫入操作的是一個自旋電子電荷，分配給讀出操作的第二主自由度是一個自旋電子電荷。

3.一種基于自激勵自旋單電子電磁場效應晶體管的費米輕子量子位，其特征在于，它的第一個主自由度分配給寫入操作，第二個主自由度分配給讀出操作，其中第一和第二主自由度之一是一個自旋電子電荷，而另外一個也是一個自旋電子，它包含：

一個自激勵自旋電磁單電子晶體管模塊包含第一個和第二個自激勵自旋電磁單電子晶體管，它們定義了一個閉合的晶體管環路，形成一個自旋電子量子位；

一個寫入電路包含一個晶體管的柵極和摻雜納米線碳化硅多型互嵌晶體形成柵極電容，柵電極電容性地耦合到有源區，允許這個量子位置于量子位的兩個基態的一個或另一個，或者這些態的相干疊加中，一個源于可調電壓源的偏壓Vg施加到柵電極上；

一個讀出電路含有一個讀自激勵自旋電磁單電子晶體管插入所述的晶體管環路，它的有源區電導率是第一和第二個晶體管的2倍以上。

4.根據權利要求3所述的基于自激勵自旋單電子電磁場效應晶體管的費米輕子量子位，其特征在于，晶體管環路由這樣一種方式構成，量子位的躍遷頻率f₀能夠調整到一個值，它對于外部參數和擾動是靜態的。

5.根據權利要求3所述的基于自激勵自旋單電子電磁場效應晶體管的費米輕子量子位，其特征在于，它包括了能夠感應一個穿過晶體管環路的可調節磁通量的部件，通過作用在量子位的相位差δ上，同時，納米線晶體管具有電感，其對穿越環路的磁通量調節電感。

6.根據權利要求3所述的基于自激勵自旋單電子電磁場效應晶體管的費米輕子量子位，其特征在于，它包括了一個讀出電路，它獨立于寫入電路，電位耦合到所述的量子位環路中，除讀出晶體管外，具有在讀出周期施加一個可以參數化的持續時間和幅度的電流脈沖Ib部件，也有在讀晶體管的終端上探測2π相位躍遷的部件，作為讀脈沖的一個結果，排他性地出現兩個態的一個。

7.根據權利要求5所述的基于自激勵自旋單電子電磁場效應晶體管的費米輕子量子位，其特征在于，它的參數是直流偏壓Vg和由穿過晶體管環路中的磁通量Φ和讀電流Ib的晶體管相位差δ，在運行點Fi，對應兩套參數Vg和δ，躍遷頻率f₀是靜態的。

8.根據權利要求6所述的基于自激勵自旋單電子電磁場效應晶體管的費米輕子量子位，其特征在于，讀出序列產生讀脈沖序列，它有一個峰值Ibc，施加一個電流脈沖的部件發送一個靜態電流，它相對讀出脈沖的方向是負的，其峰值小于Ibc，當一個讀脈沖到達的時候，替代在π/2～π之間的晶體管相位差δ是可能的。

9.一個多量子位自旋電子器件，其特征在于，它包含至少第一個室溫自激勵自旋電子電磁晶體管自旋電子量子位，它具有一個分配給寫入的自旋電子電荷主自由度，分配給讀出的自旋電子的第二個主自由度，至少一個第二個室溫晶體管自旋電子量子位，它具有一個分配給寫入的自旋電子電荷主自由度，分配給讀出的自旋電子的第二個主自由度，一個耦合器件耦合兩者，即所述的第一和第二個量子位的自旋電子電荷屬性的兩個第一個主自由度。

10.根據權利要求9所述的多量子位自旋電子器件，其特征在于，多量子位自旋電子器件所述的耦合器件包含至少一個電容器。