論文の概要: 0-$\pi$ qubit in one Josephson junction

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2110.07516v1
• Date: Thu, 14 Oct 2021 16:37:46 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-11 12:09:11.243874
• Title: 0-$\pi$ qubit in one Josephson junction
• Title（参考訳）: 1つのジョセフソン接合で 0-$\pi$ qubit
• Authors: Guo-Liang Guo, Han-Bing Leng, Yong Hu and Xin Liu
• Abstract要約: ハードウェアレベルでの保護は、デバイスの複雑さを増大させることなくアプローチ可能であることを示す。 これによりパリティ保護された0-pi$超伝導量子ビットが実装され、1つの非常に透明な超伝導体-半導体接合のみが実装される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.7949447480937035
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum states are usually fragile which makes quantum computation being not as stable as classical computation. Quantum correction codes can protect quantum states but need a large number of physical qubits to code a single logic qubit. Alternatively, the protection at the hardware level has been recently developed to maintain the coherence of the quantum information by using symmetries. However, it generally has to pay the expense of increasing the complexity of the quantum devices. In this work, we show that the protection at the hardware level can be approached without increasing the complexity of the devices. The interplay between the spin-orbit coupling and the Zeeman splitting in the semiconductor allows us to tune the Josephson coupling in terms of the spin degree of freedom of Cooper pairs, the hallmark of the superconducting spintronics. This leads to the implementation of the parity-protected 0-$\pi$ superconducting qubit with only one highly transparent superconductor-semiconductor Josephson junction, which makes our proposal immune from the various fabrication imperfections.
• Abstract（参考訳）: 量子状態は通常脆弱であり、量子計算は古典計算ほど安定ではない。 量子補正符号は量子状態を保護するが、1つの論理キュービットをコードするには大量の物理キュービットを必要とする。 あるいは、ハードウェアレベルでの保護は、対称性を用いて量子情報の一貫性を維持するために近年開発されている。 しかし、一般に量子デバイスの複雑さを増大させる費用を負担しなければならない。 本研究では,ハードウェアレベルでの保護が,デバイスの複雑さを増大させることなく実現可能であることを示す。 スピン軌道結合と半導体中のゼーマン分裂の間の相互作用により、超伝導スピントロニクスの指標であるクーパー対のスピン自由度の観点からジョセフソン結合を調整できる。 これにより、パリティ保護された0-\pi$超伝導量子ビットが実装され、1つの非常に透明な超伝導体-半導体接合のみが実現される。

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