論文の概要: Spin digitizer for high-fidelity readout of a cavity-coupled silicon
triple quantum dot
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2104.03862v1
- Date: Thu, 8 Apr 2021 16:04:14 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-04 11:54:23.218844
- Title: Spin digitizer for high-fidelity readout of a cavity-coupled silicon
triple quantum dot
- Title（参考訳）: キャビティ結合シリコン三重量子ドットの高忠実性読み出しのためのスピンデジタイザ
- Authors: F. Borjans, X. Mi, J. R. Petta
- Abstract要約: 3つの量子ドットの中でインライン電荷センサを動作させ、一方のドットはマイクロ波空洞に結合され、もう一方の2つのドットの電荷状態を読み取るのに使用される。
本手法は,半導体量子デバイスにおける極小デバイスオーバーヘッドとフレキシブル量子ビット演算を組み合わせた高忠実スピン読み出しを実現する。
- 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: An important requirement for spin-based quantum information processing is
reliable and fast readout of electron spin states, allowing for feedback and
error correction. However, common readout techniques often require additional
gate structures hindering device scaling or impose stringent constraints on the
tuning configuration of the sensed quantum dots. Here, we operate an in-line
charge sensor within a triple quantum dot, where one of the dots is coupled to
a microwave cavity and used to readout the charge states of the other two dots.
Owing to the proximity of the charge sensor, we observe a near-digital sensor
response with a power signal-to-noise ratio >450 at an integration time of
$t_{\rm int}$ = 1 $\mu$s. Despite small singlet-triplet splittings $\approx$40
$\mu$eV, we further utilize the sensor to measure the spin relaxation time of a
singlet-triplet qubit, achieving an average single-shot spin readout fidelity
>99%. Our approach enables high-fidelity spin readout, combining minimal device
overhead with flexible qubit operation in semiconductor quantum devices.
- Abstract（参考訳）: スピンベースの量子情報処理の重要な要件は、電子スピン状態の信頼性と高速読み出しであり、フィードバックとエラー訂正を可能にする。
しかし、一般的な読み出し技術は、デバイススケーリングを妨げる追加のゲート構造や、知覚された量子ドットのチューニング構成に厳密な制約を課すことがしばしば必要である。
ここでは3つの量子ドット内でインライン電荷センサを動作させ、一方のドットをマイクロ波空洞に結合させ、残りの2つのドットの電荷状態を読み取る。
電荷センサの近接により,電力信号-雑音比450 >450 の近デジタルセンサ応答を $t_{\rm int}$ = 1 $\mu$s の積分時間で観測する。
シングルトリップの小さな分割は$$40$\mu$eVであるにもかかわらず、このセンサを使用してシングルトリップのキュービットのスピン緩和時間を測定し、平均的なシングルショットスピンリードアウトフィリティを99%以上達成する。
半導体量子デバイスにおける最小デバイスオーバヘッドとフレキシブル量子ビット演算を組み合わせた高忠実性スピン読み出しを実現する。
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