論文の概要: Low dephasing and robust micromagnet designs for silicon spin qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.10769v1
• Date: Tue, 24 Aug 2021 14:27:57 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-17 07:37:06.311454
• Title: Low dephasing and robust micromagnet designs for silicon spin qubits
• Title（参考訳）: シリコンスピン量子ビットの低劣化・ロバストマイクロマグネット設計
• Authors: N. I. Dumoulin Stuyck, F. A. Mohiyaddin, R. Li, M. Heyns, B. Govoreanu, and I. P. Radu
• Abstract要約: 本稿では,量子ビットの劣化を最小限に抑えつつ,高速な量子ビット制御とアドレナビリティを実現するマグネットの設計について述べる。 この設計によるマイクロマグネットの劣化速度は、最先端の実装よりも最大3桁低い。
• 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: Using micromagnets to enable electron spin manipulation in silicon qubits has emerged as a very popular method, enabling single-qubit gate fidelities larger than 99:9%. However, these micromagnets also apply stray magnetic field gradients onto the qubits, making the spin states susceptible to electric field noise and limiting their coherence times. We describe here a magnet design that minimizes qubit dephasing, while allowing for fast qubit control and addressability. Specifically, we design and optimize magnet dimensions and position relative to the quantum dots, minimizing dephasing from magnetic field gradients. The micromagnet-induced dephasing rates with this design are up to 3-orders of magnitude lower than state-of-the-art implementations, allowing for long coherence times. This design is robust against fabrication errors, and can be combined with a wide variety of silicon qubit device geometries, thereby allowing exploration of coherence limiting factors and novel upscaling approaches.
• Abstract（参考訳）: シリコン量子ビットでの電子スピン操作を可能にするためにマイクロマグネットが登場し、99:9%以上の単一量子ビットゲートフィデリティを実現している。 しかし、これらのマイクロマグネットは歪んだ磁場勾配を量子ビットに応用し、スピン状態は電場ノイズの影響を受けやすく、コヒーレンス時間を制限している。 ここでは、量子ビットの劣化を最小限に抑えつつ、高速な量子ビット制御とアドレス可能性を実現するマグネットの設計について述べる。 具体的には、磁場勾配による劣化を最小限に抑え、量子ドットに対する磁気次元と位置を設計、最適化する。 この設計によるマイクロマグネットによるデフェスレートは、最先端の実装よりも最大3桁低いため、長いコヒーレンス時間を可能にする。 この設計は製造誤差に対して堅牢であり、様々なシリコン量子ビットデバイスジオメトリと組み合わせることで、コヒーレンス制限因子の探索と新しいアップスケーリングアプローチを可能にする。

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