論文の概要: Real-Time Feedback Control of Charge Sensing for Quantum Dot Qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2103.15258v1
• Date: Mon, 29 Mar 2021 01:03:41 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-06 06:16:53.728805
• Title: Real-Time Feedback Control of Charge Sensing for Quantum Dot Qubits
• Title（参考訳）: 量子ドット量子ビットにおける電荷センシングのリアルタイムフィードバック制御
• Authors: Takashi Nakajima, Yohei Kojima, Yoshihiro Uehara, Akito Noiri, Kenta Takeda, Takashi Kobayashi, Seigo Tarucha
• Abstract要約: 我々は、Si/SiGe二重量子ドットにおける高速電荷センサの感度を維持するために、フィードバックループにおける電荷センサのリアルタイム動作を実演する。 電荷センサの高速自動チューニングにより、非破壊の電荷安定性図計測がリアルタイム量子ドットチューニングとサブマイクロ秒単発スピンリードアウトを実現する。
• 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: Measurement of charge configurations in few-electron quantum dots is a vital technique for spin-based quantum information processing. While fast and high-fidelity measurement is possible by using proximal quantum dot charge sensors, their operating range is limited and prone to electrical disturbances. Here we demonstrate realtime operation of a charge sensor in a feedback loop to maintain its sensitivity suitable for fast charge sensing in a Si/SiGe double quantum dot. Disturbances to the charge sensitivity, due to variation of gate voltages for operating the quantum dot and $1/f$ charge fluctuation, are compensated by a digital PID controller with the bandwidth of $\approx 100\,{\rm kHz}$. The rapid automated tuning of a charge sensor enables unobstructed charge stability diagram measurement facilitating realtime quantum dot tuning and submicrosecond single-shot spin readout without compromising the performance of a charge sensor in time-consuming experiments for quantum information processing.
• Abstract（参考訳）: 数電子量子ドットにおける電荷配置の測定はスピンベースの量子情報処理において重要な技術である。 近位量子ドット電荷センサを用いて高速かつ高忠実な測定が可能であるが、その動作範囲は限られ、電気的障害が生じる。 本稿では,si/sige二重量子ドットにおける高速電荷センシングに適した感度を維持するために,フィードバックループにおける電荷センサのリアルタイム動作を示す。 電荷感度に対する外乱は、量子ドットを操作するためのゲート電圧の変動と1/f$の電荷ゆらぎによって、$\approx 100\,{\rm kHz}$の帯域幅を持つデジタルPIDコントローラによって補償される。 電荷センサの高速自動チューニングにより、量子情報処理のための時間消費実験において電荷センサの性能を損なうことなく、リアルタイム量子ドットチューニングおよびサブマイクロ秒スピン読み出しを容易にする無妨害電荷安定図測定を可能にする。

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