論文の概要: Simulated coherent electron shuttling in silicon quantum dots
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2003.08018v3
- Date: Tue, 29 Dec 2020 17:21:43 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-28 20:23:39.088319
- Title: Simulated coherent electron shuttling in silicon quantum dots
- Title（参考訳）: シリコン量子ドットにおけるコヒーレント電子遮断のシミュレーション
- Authors: Brandon Buonacorsi, Benjamin Shaw and Jonathan Baugh
- Abstract要約: ゲート定義シリコン量子ドットは数値シミュレーションされる。
コヒーレントスピン輸送は、有効ハミルトニアンにスピン軌道とバレー項を含めることでシミュレートされる。
結果は、アイソトピー精製シリコンにおける大規模スピン量子ビットプロセッサの提案に関連している。
- 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: Shuttling of single electrons in gate-defined silicon quantum dots is
numerically simulated. A minimal gate geometry without explicit tunnel barrier
gates is introduced, and used to define a chain of accumulation mode quantum
dots, each controlled by a single gate voltage. One-dimensional potentials are
derived from a three-dimensional electrostatic model, and used to construct an
effective Hamiltonian for efficient simulation. Control pulse sequences are
designed by maintaining a fixed adiabaticity, so that different shuttling
conditions can be systematically compared. We first use these tools to optimize
the device geometry for maximum transport velocity, considering only orbital
states and neglecting valley and spin degrees of freedom. Taking realistic
geometrical constraints into account, charge shuttling speeds up to $\sim$300
m/s preserve adiabaticity. Coherent spin transport is simulated by including
spin-orbit and valley terms in an effective Hamiltonian, shuttling one member
of a singlet pair and tracking the entanglement fidelity. With realistic device
and material parameters, shuttle speeds in the range 10-100 m/s with high spin
entanglement fidelities are obtained when the tunneling energy exceeds the
Zeeman energy. High fidelity also requires the inter-dot valley phase
difference to be below a threshold determined by the ratio of tunneling and
Zeeman energies, so that spin-valley-orbit mixing is weak. In this regime, we
find that the primary source of infidelity is a coherent spin rotation that is
correctable, in principle. The results pertain to proposals for large-scale
spin qubit processors in isotopically purified silicon that rely on coherent
shuttling of spins to rapidly distribute quantum information between
computational nodes.
- Abstract（参考訳）: ゲート定義シリコン量子ドットにおける単一電子のシャットリングを数値シミュレーションする。
明示的なトンネルバリアゲートのない最小ゲート形状を導入し、集積モード量子ドットの連鎖を定義するために、それぞれ1つのゲート電圧で制御される。
一次元ポテンシャルは3次元静電モデルから導出され、効率的なシミュレーションのための効果的なハミルトニアンを構築するために用いられる。
制御パルスシーケンスは、固定された断熱性を維持することで設計され、異なるシャットリング条件を体系的に比較することができる。
まず、これらのツールを使用して、軌道状態と谷やスピンの自由度のみを考慮して、デバイス幾何を最大輸送速度に最適化する。
現実的な幾何学的制約を考慮すると、チャージシャットリングの速度は$\sim$300 m/sで断熱性を保つ。
コヒーレントスピン輸送は、スピン軌道とバレー項を効果的にハミルトニアンに含め、一重項対の一員を閉じ、絡み合いの忠実さを追跡することでシミュレートされる。
現実的な装置と材料パラメータにより、トンネルエネルギーがゼーマンエネルギーを超えると、10〜100m/sの範囲で高いスピンエンタングルメントフィディティが得られる。
高忠実度はまた、トンネルとゼーマンエネルギーの比で決定される閾値を下回ることを要求するため、スピンバルブと軌道の混合が弱い。
この状態において、不忠実性の主要な源は、原理的に修正可能なコヒーレントスピン回転である。
結果は、スピンのコヒーレントシャットリングに依存して計算ノード間で量子情報を迅速に分散する、等方的に精製されたシリコンにおける大規模スピン量子ビットプロセッサの提案に関連している。
関連論文リスト
- Quantum State Transfer in Interacting, Multiple-Excitation Systems [41.94295877935867]
量子状態伝達(QST)は、あるノードから別のノードへの量子情報のコヒーレントな通過を記述する。
高忠実度QSTを与えるハミルトニアンの発見を可能にするモンテカルロ法について述べる。
その結果生まれたJaynes-Cummings-Hubbardと周期的なAndersonモデルは、原則として、効率的なQSTを提供するための適切なハードウェアで設計することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-05-10T23:46:35Z) - In-situ-tunable spin-spin interactions in a Penning trap with in-bore
optomechanics [41.94295877935867]
本稿では,コヒーレントスピンモーションとスピンスピン相互作用強度のその場チューニングのためのオプティメカルシステムを提案する。
誘導平均場スピン沈降率の測定値を用いて,本システムの特徴付けを行う。
これらの実験は、コヒーレントと非コヒーレント相互作用強度の比のおよそ$times2$の変動を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-31T11:00:39Z) - Quantum emulation of the transient dynamics in the multistate
Landau-Zener model [50.591267188664666]
本研究では,Landau-Zenerモデルにおける過渡ダイナミクスを,Landau-Zener速度の関数として検討する。
我々の実験は、工学的なボソニックモードスペクトルに結合した量子ビットを用いたより複雑なシミュレーションの道を開いた。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-11-26T15:04:11Z) - Programmable N-body interactions with trapped ions [0.0]
トラップされた原子イオン量子ビットは量子計算とシミュレーションのための強力な量子プラットフォームである。
我々は,標準モルマー・ソレンセン対絡ゲートを拡張する機構を定式化し,解析する。
運動周波数の2倍のスピン依存光力が位相空間における集合イオン運動の座標変換を生成することを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-21T15:49:52Z) - Unimon qubit [42.83899285555746]
超伝導量子ビットは、量子コンピュータを実装する最も有望な候補の1つである。
本稿では,高非線形性,dc電荷雑音に対する完全な感度,フラックス雑音に対する感度,共振器内の1つのジョセフソン接合のみからなる単純な構造を結合した超伝導量子ビット型ユニモンについて紹介し,実演する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-11T12:57:43Z) - Accelerated adiabatic passage in cavity magnomechanics [0.0]
キャビティマグノメカニクスは、量子状態操作のためのキャビティモード、マグノンモード、フォノンモードからなる、容易に制御可能なハイブリッドシステムを提供する。
本稿では,過渡的量子駆動のための反断熱的ハミルトニアンに基づく2つの高速断熱パスプロトコルを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-01-29T09:24:34Z) - Accurately computing electronic properties of a quantum ring [0.08564085951364296]
超伝導量子ビットを用いた正確な凝縮マターシミュレータの実験的青写真を提供する。
1次元ワイヤの単一粒子バンド構造を再構築することにより,基礎となる手法をベンチマークする。
凝縮マター系の2つのキーテレットである磁束と乱れ局所電位を合成する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-12-02T01:42:20Z) - Efficient entanglement of spin qubits mediated by a hot mechanical
oscillator [0.0]
固体中の局在電子スピン量子ビットと核スピン量子ビットは、量子情報の保存と操作のための有望なプラットフォームを構成する。
高速かつロバストな絡み合い生成を実現するために,デコヒーレンス自由部分空間におけるパリティ測定を用いたスキームを提案し,解析する。
低温, 環境温度における高忠実な絡み合いは, 現実的なパラメータで実現可能であることが判明し, 絡み合ったペアがその後, 決定論的制御NOT操作に活用できることが示唆された。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-05T02:30:18Z) - Probing the coherence of solid-state qubits at avoided crossings [51.805457601192614]
本研究では,核スピン浴と相互作用する常磁性欠陥の量子力学について検討した。
提案された理論的アプローチは、第一原理からスピン量子ビットのコヒーレンス特性を設計する方法を舗装する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-10-21T15:37:59Z) - Spin shuttling in a silicon double quantum dot [0.0]
2つの量子ドット間のスピンシャットリングの最小バージョンについて検討する。
不均一磁場におけるスピン軌道相互作用とゼーマン効果はスピンシャットリングにおいて重要な役割を果たす。
スピン不忠実度は1-F_slesssim 0.002$で、比較的高速なレベル速度は$alpha = 600, mu$eV/nsである。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-07-07T16:33:06Z) - Entanglement generation via power-of-SWAP operations between dynamic
electron-spin qubits [62.997667081978825]
表面音響波(SAW)は、圧電材料内で動く量子ドットを生成することができる。
動的量子ドット上の電子スピン量子ビットがどのように絡み合うかを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-01-15T19:00:01Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。