論文の概要: Spin shuttling in a silicon double quantum dot

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2007.03598v2
• Date: Wed, 27 Nov 2024 14:03:48 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-29 15:03:40.499125
• Title: Spin shuttling in a silicon double quantum dot
• Title（参考訳）: シリコン二重量子ドットにおけるスピンシャットリング
• Authors: Florian Ginzel, Adam R. Mills, Jason R. Petta, Guido Burkard,
• Abstract要約: 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。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: The transport of quantum information between different nodes of a quantum device is among the challenging functionalities of a quantum processor. In the context of spin qubits, this requirement can be met by coherent electron spin shuttling between semiconductor quantum dots. Here we theoretically study a minimal version of spin shuttling between two quantum dots. To this end, we analyze the dynamics of an electron during a detuning sweep in a silicon double quantum dot (DQD) occupied by one electron. Possibilities and limitations of spin transport are investigated. Spin-orbit interaction and the Zeeman effect in an inhomogeneous magnetic field play an important role for spin shuttling and are included in our model. Interactions that couple the position, spin and valley degrees of freedom open a number of avoided crossings in the spectrum allowing for diabatic transitions and interfering paths. The outcomes of single and repeated spin shuttling protocols are explored by means of numerical simulations and an approximate analytical model based on the solution of the Landau--Zener problem. We find that a spin infidelity as low as $1-F_s\lesssim 0.002$ with a relatively fast level velocity of $\alpha = 600\, {\mu}$eV/ns is feasible for optimal choices of parameters or by making use of constructive interference.
• Abstract（参考訳）: 量子デバイスの異なるノード間での量子情報の転送は、量子プロセッサの難しい機能のひとつだ。 スピン量子ビットの文脈では、この要求は半導体量子ドット間のコヒーレント電子スピンシャットリングによって満たされる。 ここでは、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理論的に研究する。 この目的のために、1つの電子が占有するシリコン二重量子ドット(DQD)において、デチューニングスイープ中の電子のダイナミクスを分析する。 スピン輸送の可能性と限界について検討した。 非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担い、我々のモデルに含まれる。 位置、スピン、バレー自由度を結合する相互作用は、ダイアバティック遷移と干渉経路を可能にするために、スペクトル内で避けられた多くの交差を開放する。 単一および繰り返しスピンシャットリングプロトコルの結果は、数値シミュレーションとランダウ-ツェナー問題の解に基づく近似解析モデルを用いて探索される。 スピン不忠実度を1-F_s\lesssim 0.002$とすると、比較的高速なレベル速度が$\alpha = 600\, {\mu}$eV/ns となる。

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