論文の概要: Exchange coupling in a linear chain of three quantum-dot spin qubits in silicon

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2004.07666v1
• Date: Thu, 16 Apr 2020 14:01:51 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-23 07:00:10.923182
• Title: Exchange coupling in a linear chain of three quantum-dot spin qubits in silicon
• Title（参考訳）: シリコン中の3つの量子ドットスピン量子ビットの線形鎖における交換結合
• Authors: Kok Wai Chan, Harshad Sahasrabudhe, Wister Huang, Yu Wang, Henry C. Yang, Menno Veldhorst, Jason C. C. Hwang, Fahd A. Mohiyaddin, Fay E. Hudson, Kohei M. Itoh, Andre Saraiva, Andrea Morello, Arne Laucht, Rajib Rahman and Andrew S. Dzurak
• Abstract要約: スピン量子ビット間の量子ゲートは、互いに接触する2つの電子間の自然なハイゼンベルク交換相互作用を利用することができる。 超交換は、量子ドット間の距離を橋渡しする第3アイドル電子によって媒介される遠隔スピン間の結合である。 直接交換結合を実験的に実証し、シリコン中の3つの単一電子スピン量子ビットの線形配列において、隣り合う2番目の超交換の証拠を与える。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.161915301690476
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum gates between spin qubits can be implemented leveraging the natural Heisenberg exchange interaction between two electrons in contact with each other. This interaction is controllable by electrically tailoring the overlap between electronic wavefunctions in quantum dot systems, as long as they occupy neighbouring dots. An alternative route is the exploration of superexchange - the coupling between remote spins mediated by a third idle electron that bridges the distance between quantum dots. We experimentally demonstrate direct exchange coupling and provide evidence for second neighbour mediated superexchange in a linear array of three single-electron spin qubits in silicon, inferred from the electron spin resonance frequency spectra. We confirm theoretically through atomistic modeling that the device geometry only allows for sizeable direct exchange coupling for neighbouring dots, while next nearest neighbour coupling cannot stem from the vanishingly small tail of the electronic wavefunction of the remote dots, and is only possible if mediated.
• Abstract（参考訳）: スピン量子ビット間の量子ゲートは、互いに接触する2つの電子間の自然なハイゼンベルク交換相互作用を利用することができる。 この相互作用は、隣接する点を占有する限り、量子ドット系の電子波動関数間の重なりを電気的に調整することで制御可能である。 別の経路は、量子ドット間の距離を橋渡しする第3アイドル電子によって媒介される、リモートスピン間の超交換結合の探索である。 直接交換結合を実験的に実証し、電子スピン共鳴周波数スペクトルから推定したシリコン中の3つの単一電子スピン量子ビットの線形配列において、第2の隣り合う超交換を示す。 理論的には、デバイス幾何学は近傍のドットに対してしか大きな直接交換結合を許さないが、隣のドット同士の近接結合は、遠隔のドットの電子波動関数の消滅する小さなテールから成り立たず、媒介する場合のみ可能である。

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