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Un bit quantique, c'est comme une toupie qui doit tourner longtemps sans vaciller. Dans le germanium, on a appris à lancer ces toupies, mais le sol tremble toujours autour : les interférences électriques perturbent la rotation. Pour aplanir le sol, on pose généralement une épaisse couche de silicium-germanium par-dessus — c'est comme un tapis qui étouffe les pas.

Mais si l'on veut placer à côté des composants supraconducteurs (nécessaires pour certains tours de passe-passe quantiques), le tapis épais gêne : le supraconducteur doit être proche. Les auteurs de ces travaux ont osé faire un tapis très mince — seulement 4 nanomètres, soit cinq fois plus fin que d'habitude. Pour ne pas endommager le supraconducteur par une température élevée lors du dépôt de l'isolation, ils ont mis au point un processus de dépôt d'oxyde à basse température.

Et voici le résultat : le bruit dans les points quantiques sur tapis mince s'est avéré presque identique à celui sur tapis épais — environ 1,8 microélectronvolts par racine de hertz. C'est comme si une toupie sur un tapis fin tournait aussi régulièrement que sur un tapis épais. On peut donc combiner des qubits en germanium avec des supraconducteurs sans perte de qualité.

Un tel hybride ouvre la voie à des dispositifs où l'information quantique est stockée dans le spin de l'électron et transmise via des contacts supraconducteurs. Le tapis mince n'est plus un obstacle.

Résumé original

tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2602.21363

Planar germanium is currently the only semiconducting platform where high-coherence spin qubits and proximity-induced superconductivity have each been demonstrated. Recent research into spin qubits in Ge/SiGe heterostructures has focused on increasing the thickness of the SiGe capping layer, reporting improvements in the electrostatic noise levels. Meanwhile, heterostructures with thinner capping layers remain rather unexplored, despite the potential advantages for proximity-induced superconductivity. Here, we study a Ge/SiGe heterostructure with a thin SiGe cap $$d \approx 4\ \mathrm{nm}$$ and investigate its viability to host low-noise quantum dots. To keep the thermal budget compatible with superconducting layers, low-temperature oxide deposition processes were developed and implemented for the gate dielectrics. The charge-noise level of fabricated devices is estimated to be $$1.8 \pm 1.0\ \mu\mathrm{eV}/\sqrt{\mathrm{Hz}}$$, comparable to devices fabricated on shallow heterostructures $$\left(d \sim 20\ \mathrm{nm}\right)$$ with high-temperature deposited oxides. Low charge-noise levels, together with the straightforward integration of superconductors, make this heterostructure an attractive platform for prototyping hybrid semiconducting-superconducting devices.