論文の概要: Resonant Exchange Operation in Triple-Quantum-Dot Qubits for Spin-Photon
Transduction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2001.09240v3
- Date: Sat, 9 May 2020 02:46:43 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-06 01:09:44.504444
- Title: Resonant Exchange Operation in Triple-Quantum-Dot Qubits for Spin-Photon
Transduction
- Title（参考訳）: スピン光子変換のための三重量子ドット量子ビットの共振交換動作
- Authors: Andrew Pan, Tyler E. Keating, Mark F. Gyure, Emily J. Pritchett,
Samuel Quinn, Richard S. Ross, Thaddeus D. Ladd, and Joseph Kerckhoff
- Abstract要約: 三重量子ドット(TQD)は、高速で可変な交換相互作用による全電気制御のため、半導体スピン量子ビットを約束している。
本稿では, 一般に高い交換操作, 特にRXレギュレーションが, 単純なモデルと大きく異なることを示す。
我々は, 静電気と有効質量が交換に与える影響を強調し, 強いスピン-光子結合が起こりやすい新しい動作点(XRX)を特定する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Triple quantum dots (TQDs) are promising semiconductor spin qubits because of
their all-electrical control via fast, tunable exchange interactions and
immunity to global magnetic fluctuations. These qubits can experience strong
transverse interaction with photons in the resonant exchange (RX) regime, when
exchange is simultaneously active on both qubit axes. However, most theoretical
work has been based on phenomenological Fermi-Hubbard models, which may not
fully capture the complexity of the qubit spin-charge states in this regime.
Here we investigate exchange in Si/SiGe and GaAs TQDs using full configuration
interaction (FCI) calculations which better describe practical device
operation. We show that high exchange operation in general, and the RX regime
in particular, can differ significantly from simple models, presenting new
challenges and opportunities for spin-photon coupling. We highlight the impact
of device electrostatics and effective mass on exchange and identify a new
operating point (XRX) where strong spin-photon coupling is most likely to occur
in Si/SiGe TQDs. Based on our numerical results, we analyze the feasibility of
a remote entanglement cavity iSWAP protocol and discuss design pathways for
improving fidelity. Our analysis provides insight into the requirements for TQD
spin-photon transduction and demonstrates more generally the necessity of
accurate modeling of exchange in spin qubits.
- Abstract（参考訳）: 三重量子ドット(TQD)は、高速で可変な交換相互作用による全電気制御と、大域的な磁気ゆらぎへの免疫により、半導体スピン量子ビットを約束している。
これらのクビットは、両クビット軸上で交換が同時に活発であるとき、共鳴交換(RX)系における光子との強い交叉相互作用を経験することができる。
しかし、ほとんどの理論的な研究は現象論的フェルミ・ハバードモデルに基づいており、この状態における量子ビットスピンチャージ状態の複雑性を完全に捉えていない可能性がある。
本稿では,Si/SiGeおよびGaAsTQDの交換をFCI(Full configuration Interaction)計算を用いて検討する。
本稿では, スピン光子結合の新たな課題と機会を提示し, 一般に高い交換操作, 特にRXレギュレーションが, 単純なモデルと大きく異なることを示す。
我々は,Si/SiGe系TQDにおいて強いスピン-光子結合が生じやすい新しい動作点 (XRX) を同定し, デバイス静電効果と有効質量が交換に与える影響を強調した。
数値的な結果に基づいて,リモート・エンタングルメント・キャビティISWAPプロトコルの実現可能性を分析し,忠実度向上のための設計経路について議論する。
本解析は,tqdスピン光子変換の要求に対する洞察を与え,スピン量子ビットにおける交換の正確なモデリングの必要性を示す。
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