論文の概要: Full configuration interaction simulations of exchange-coupled donors in
silicon using multi-valley effective mass theory
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.06293v1
- Date: Fri, 11 Dec 2020 12:51:48 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-21 03:26:09.983137
- Title: Full configuration interaction simulations of exchange-coupled donors in
silicon using multi-valley effective mass theory
- Title（参考訳）: マルチバレー実効質量理論を用いたシリコン交換結合ドナーのフルコンフィグレーション相互作用シミュレーション
- Authors: Benjamin Joecker, Andrew D. Baczewski, John K. Gamble, Jarryd J. Pla,
Andr\'e Saraiva, Andrea Morello
- Abstract要約: シリコン中のドナースピンは、コヒーレンス時間と単一量子ゲート忠実度の記録値を達成した。
開発の次の段階は、高忠実な2ビット論理ゲートの実証である。
マルチバレー有効質量理論における全構成相互作用法を用いて2電子波動関数をモデル化する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.7503129292751939
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Donor spin in silicon have achieved record values of coherence times and
single-qubit gate fidelities. The next stage of development involves
demonstrating high-fidelity two-qubit logic gates, where the most natural
coupling is the exchange interaction. To aid the efficient design of scalable
donor-based quantum processors, we model the two-electron wave function using a
full configuration interaction method within a multi-valley effective mass
theory. We exploit the high computational efficiency of our code to investigate
the exchange interaction, valley population, and electron densities for two
phosphorus donors in a wide range of lattice positions, orientations, and as a
function of applied electric fields. The outcomes are visualized with
interactive images where donor positions can be swept while watching the valley
and orbital components evolve accordingly. Our results provide a physically
intuitive and quantitatively accurate understanding of the placement and tuning
criteria necessary to achieve high-fidelity two-qubit gates with donors in
silicon.
- Abstract（参考訳）: シリコンのドナースピンはコヒーレンス時間と単一量子ゲート忠実度の記録値を達成した。
開発の次の段階は、交換相互作用が最も自然な結合である高忠実な2ビット論理ゲートを示すことである。
スケーラブルなドナー型量子プロセッサの効率的な設計を支援するため,マルチバレー有効質量理論における完全な構成相互作用法を用いて2電子波動関数をモデル化する。
提案手法は, 幅広い格子位置, 向き, 印加電界関数において, 2つのリン供与体間の交換相互作用, 谷密度, 電子密度を調べるために, 高い計算効率を生かした。
結果は、谷や軌道要素の進化を観察しながら、ドナーの位置を探索できるインタラクティブな画像で可視化される。
その結果,シリコンのドナーを用いた高忠実度2ビットゲートの実現に必要な配置条件とチューニング基準を,物理的に直感的かつ定量的に把握することができた。
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