論文の概要: Modulated longitudinal gates on encoded spin-qubits via curvature
couplings to a superconducting cavity
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2010.01233v1
- Date: Sat, 3 Oct 2020 00:04:56 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-30 02:16:08.728404
- Title: Modulated longitudinal gates on encoded spin-qubits via curvature
couplings to a superconducting cavity
- Title（参考訳）: 超伝導空洞への曲率結合によるエンコードスピン量子ビット上の変調縦ゲート
- Authors: Rusko Ruskov, Charles Tahan
- Abstract要約: エンコードされたスピン量子ビットの超伝導空洞へのエネルギー曲率結合に基づくエンタングリング演算を提案する。
2ビットのエンタングゲートに対して、時間変調長手$sigma_z$-upuplingを用いて、取得した幾何位相を探索する。
提案手法は、2つのスピン量子ビットまたはスピン量子ビットのクラスタの遠隔スピン対スピンの絡み合いに適していると考えられる。
- 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: We propose entangling operations based on the energy curvature couplings of
encoded spin qubits to a superconducting cavity, exploring the non-linear qubit
response to a gate voltage variation. For a two-qubit ($n$-qubit) entangling
gate we explore acquired geometric phases via a time-modulated longitudinal
$\sigma_z$-coupling, offering gate times of 10s of ns even when the qubits and
the cavity are far detuned. No dipole moment is necessary: the qubit transverse
$\sigma_x$-coupling to the resonator is zero at the full sweet spot of the
encoded spin qubit of interest (a triple quantum dot three-electron
exchange-only qubit or a double quantum dot singlet-triplet qubit). This
approach allows always-on, exchange-only qubits, for example, to stay on their
"sweet spots" during gate operations, minimizing the charge noise and
eliminating an always-on static longitudinal qubit-qubit coupling. We calculate
the main gate errors due to the (1) diffusion (Johnson) noise and (2) damping
of the resonator, the (3) $1/f$-charge noise qubit gate dephasing and
$1/f$-noise on the longitudinal coupling, (4) qubit dephasing and ac-Stark
frequency shifts via photon fluctuations in the resonator, and (5)
spin-dependent resonator frequency shifts (via a "dispersive-like" static
curvature coupling), most of them associated with the non-zero qubit energy
curvature (quantum capacitance). Using spin-echo-like error suppression at
optimal regimes, gate infidelities of $10^{-2}-10^{-3}$ can be achieved with
experimentally existing parameters. The proposed schemes seem suitable for
remote spin-to-spin entanglement of two spin-qubits or a cluster of
spin-qubits: an important resource of quantum computing.
- Abstract（参考訳）: エンコードされたスピン量子ビットの超伝導空洞へのエネルギー曲率結合に基づく絡み合い演算を提案し、ゲート電圧変動に対する非線形量子ビット応答を探索する。
2キュービット(n$-qubit)のエンタングリングゲートでは、キュービットとキャビティがはるかにデチューニングされている場合でも、10秒のゲートタイムを提供する、時間変調された縦方向の$\sigma_z$-couplingを通じて取得した幾何位相を探索する。
量子ビットの逆 $\sigma_x$-結合は、符号化されたスピン量子ビットの完全なスイートスポット(三重量子ドット三電子交換のみの量子ビットまたは二重量子ドット一重項量子ビット)においてゼロである。
このアプローチにより、例えば、常時オンの交換専用キュービットは、ゲート操作中に「スイートスポット」に留まり、電荷ノイズを最小限に抑え、常時オンの静的な長手量子ビット結合を排除できる。
1) 共振器の拡散(Johnson) ノイズと(2) 減衰による主ゲート誤差,(3) 縦方向結合における1/f$のノイズキュービットゲートの強調と1/f$の雑音,(4) 量子ビットの劣化とアクスタークの周波数シフト,(5) スピン依存共振器の周波数シフト(分散形静的曲率結合による)など,これらの多くは非零量子キュービットエネルギー曲率(量子容量)に関係している。
最適条件下でのスピン-エコ様の誤差抑制を用いて、実験的なパラメータで10^{-2}-10^{-3}$のゲート不完全性を達成できる。
提案されたスキームは、2つのスピン量子ビットまたはスピン量子ビットのクラスタのリモートスピンからスピンへの絡み合いに適しているように見える。
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