論文の概要: Fully tunable hyperfine interactions of hole spin qubits in Si and Ge quantum dots

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.13744v1
• Date: Fri, 25 Jun 2021 16:31:42 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-25 13:48:16.534836
• Title: Fully tunable hyperfine interactions of hole spin qubits in Si and Ge quantum dots
• Title（参考訳）: SiおよびGe量子ドットにおけるホールスピン量子ビットの完全な可変超微細相互作用
• Authors: Stefano Bosco and Daniel Loss
• Abstract要約: Hole spin qubitsはスケーラブルな量子コンピュータのための最前線のプラットフォームである。 最先端のデバイスは、核欠陥との超微細な相互作用に起因するノイズに悩まされている。 これらの相互作用は、デバイス設計と外部電界によって制御される、高度に調整可能な異方性を持つことを示す。
• 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: Hole spin qubits are frontrunner platforms for scalable quantum computers, but state-of-the-art devices suffer from noise originating from the hyperfine interactions with nuclear defects. We show that these interactions have a highly tunable anisotropy that is controlled by device design and external electric fields. This tunability enables sweet spots where the hyperfine noise is suppressed by an order of magnitude and is comparable to isotopically purified materials. We identify surprisingly simple designs where the qubits are highly coherent and are largely unaffected by both charge and hyperfine noise. We find that the large spin-orbit interaction typical of elongated quantum dots not only speeds up qubit operations, but also dramatically renormalizes the hyperfine noise, altering qualitatively the dynamics of driven qubits and enhancing the fidelity of qubit gates. Our findings serve as guidelines to design high performance qubits for scaling up quantum computers.
• Abstract（参考訳）: ホールスピン量子ビットはスケーラブルな量子コンピュータのフロントエンドプラットフォームであるが、最先端のデバイスは原子核欠陥との超微細な相互作用に起因するノイズに悩まされている。 これらの相互作用は、デバイス設計と外部電界によって制御される高度に調整可能な異方性を有する。 この調整性により、超微細ノイズがマグニチュードで抑制され、異方性に精製された材料に匹敵するスイートスポットが可能になる。 量子ビットは非常に整合性が高く、電荷と超微細ノイズの影響を受けない驚くほど単純な設計を同定する。 長い量子ドットに典型的な大きなスピン軌道相互作用は、量子ビット演算を高速化するだけでなく、極小ノイズを劇的に再正規化し、駆動する量子ビットのダイナミクスを定性的に変化させ、量子ビットゲートの忠実度を高める。 本研究は,量子コンピュータのスケールアップのための高性能量子ビットの設計ガイドラインとして機能する。

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