論文の概要: Parametric longitudinal coupling between a high-impedance superconducting resonator and a semiconductor quantum dot singlet-triplet spin qubit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.10269v1
• Date: Wed, 21 Jul 2021 18:00:03 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-21 07:29:35.021946
• Title: Parametric longitudinal coupling between a high-impedance superconducting resonator and a semiconductor quantum dot singlet-triplet spin qubit
• Title（参考訳）: 高インピーダンス超伝導共振器と半導体量子ドット一重項スピン量子ビットのパラメトリック縦結合
• Authors: C. G. L. B{\o}ttcher, S. P. Harvey, S. Fallahi, G. C. Gardner, M. J. Manfra, U. Vool, S. D. Bartlett, and A. Yacoby
• Abstract要約: 超伝導共振器によって媒介される長距離2量子結合は、量子コンピュータにおいてエンタングリング演算を行うための主要なパラダイムである。 スピン量子ビットと共振器の長手的相互作用に基づく新しい制御可能なスピン光子結合を実証する。
• 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: Long-distance two-qubit coupling, mediated by a superconducting resonator, is a leading paradigm for performing entangling operations in a quantum computer based on spins in semiconducting materials. Here, we demonstrate a novel, controllable spin-photon coupling based on a longitudinal interaction between a spin qubit and a resonator. We show that coupling a singlet-triplet qubit to a high-impedance superconducting resonator can produce the desired longitudinal coupling when the qubit is driven near the resonator's frequency. We measure the energy splitting of the qubit as a function of the drive amplitude and frequency of a microwave signal applied near the resonator antinode, revealing pronounced effects close to the resonator frequency due to longitudinal coupling. By tuning the amplitude of the drive, we reach a regime with longitudinal coupling exceeding $1$ MHz. This demonstrates a new mechanism for qubit-resonator coupling, and represents a stepping stone towards producing high-fidelity two-qubit gates mediated by a superconducting resonator.
• Abstract（参考訳）: 超伝導共振器を媒介とする長距離2量子ビットカップリングは、半導体材料のスピンに基づく量子コンピュータにおける絡み合い動作を行うための主要なパラダイムである。 本稿では、スピン量子ビットと共振器の縦相互作用に基づく新しい制御可能なスピン光子カップリングを示す。 共振器の周波数付近で量子ビットが駆動されるとき,シングルトリップキュービットを高インピーダンス超伝導共振器に結合させることで,所望の長手結合を実現できることを示す。 共振器反極近傍で印加されたマイクロ波信号の駆動振幅と周波数の関数としてキュービットのエネルギー分割を測定し、縦方向結合による共振器周波数に近い顕著な効果を明らかにする。 駆動の振幅を調整することで、縦方向の結合が1MHzを超える状態に達する。 これは量子共振器結合の新しい機構を示し、超伝導共振器を介する高忠実性2量子ゲートの創出に向けたステップストーンを表す。

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