論文の概要: Electron cascade for spin readout

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2002.08925v1
• Date: Thu, 20 Feb 2020 18:20:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-03 02:40:24.611202
• Title: Electron cascade for spin readout
• Title（参考訳）: スピン読み出し用電子カスケード
• Authors: C. J. van Diepen, T.-K. Hsiao, U. Mukhopadhyay, C. Reichl, W. Wegscheider and L. M. K. Vandersypen
• Abstract要約: クーロン反発は初期電荷遷移を許容し、その後の電荷遷移を誘導し、電子ホップのカスケードを誘導することを示す。 カスケードは、直接クーロン反発の影響から遠く離れた距離に量子ドットアレイに沿って情報を伝達することができる。 We achieve > 99.9% spin readout fidelity in 1.7 $mathrmmu$s。
• 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: Electrons confined in semiconductor quantum dot arrays have both charge and spin degrees of freedom. The spin provides a well-controllable and long-lived qubit implementation. The charge configuration in the dot array is influenced by Coulomb repulsion, and the same interaction enables charge sensors to probe this configuration. Here we show that the Coulomb repulsion allows an initial charge transition to induce subsequent charge transitions, inducing a cascade of electron hops, like toppling dominoes. A cascade can transmit information along a quantum dot array over a distance that extends by far the effect of the direct Coulomb repulsion. We demonstrate that a cascade of electrons can be combined with Pauli spin blockade to read out spins using a remote charge sensor. We achieve > 99.9% spin readout fidelity in 1.7 $\mathrm{\mu}$s. The cascade-based readout enables operation of a densely-packed two-dimensional quantum dot array with charge sensors placed at the periphery. The high connectivity of such arrays greatly improves the capabilities of quantum dot systems for quantum computation and simulation.
• Abstract（参考訳）: 半導体量子ドット配列に閉じ込められた電子は電荷とスピンの自由度を持つ。 spinはよく制御可能で長寿命なqubit実装を提供する。 ドットアレイの電荷配置はクーロン反発の影響を受けており、同じ相互作用により電荷センサーがこの構成を探査することができる。 ここで、クーロン反発により初期電荷遷移が後続電荷遷移を誘導し、ドミノをトッピングするなど電子ホップのカスケードを誘導できることを示す。 カスケードは、直接クーロン反発の影響から遠く離れた距離に量子ドットアレイに沿って情報を伝達することができる。 我々は、電子のカスケードとポーリスピンブロックを組み合わせることで、リモート電荷センサを用いてスピンを読み出すことができることを実証する。 99.9%のスピン読み出し精度を1.7$\mathrm{\mu}$sで達成する。 カスケードベースの読み出しは、周囲に電荷センサーを配置した高密度の2次元量子ドットアレイの動作を可能にする。 このような配列の高接続性は、量子ドットシステムの量子計算とシミュレーションの能力を大幅に改善する。

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