論文の概要: Crosstalk- and charge-noise-induced multiqubit decoherence in
exchange-coupled quantum dot spin qubit arrays
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.08358v3
- Date: Tue, 21 Jun 2022 20:41:05 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-04 11:50:15.822650
- Title: Crosstalk- and charge-noise-induced multiqubit decoherence in
exchange-coupled quantum dot spin qubit arrays
- Title（参考訳）: 交換結合量子ドットスピン量子ビットアレイにおけるクロストークおよび電荷ノイズ誘起多ビットデコヒーレンス
- Authors: Robert E. Throckmorton and S. Das Sarma
- Abstract要約: 我々は、交換結合電子スピン量子ビットの系に対して、ビット間クロストークおよび電荷ノイズによるデコヒーレンス時間$Tast$を決定する。
スピンの1つ、ハミング距離、およびエンタングルメントエントロピーの期待値を計算し、これらが$Tast$を測定するための戻り確率のよいプロキシであることを示す。
- 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: We determine the interqubit crosstalk- and charge-noise-induced decoherence
time $T_2^\ast$ for a system of $L$ exchange-coupled electronic spin qubits in
arrays of size $L=3$--$14$ for a number of different multiqubit geometries by
directly calculating the return probability. We compare the behavior of the
return probability to other quantities, namely, the average spin, the Hamming
distance, and the entanglement entropy. In all cases, we use a starting state
with alternating spins, $\left |\Psi_0\right >=\left
|\downarrow\uparrow\downarrow\cdots\right >$. We show that a power law
behavior, $T_2^\ast\propto L^{-\gamma}$, is a good fit to the results for the
chain and ring geometries as a function of the number of qubits, and provide
numerical results for the exponent $\gamma$. We find that $T_2^\ast$ depends
crucially on the multiqubit geometry of the system. We also calculate the
expectation value of one of the spins, the Hamming distance, and the
entanglement entropy and show that they are good proxies for the return
probability for measuring $T_2^\ast$. A key finding is that $T_2^\ast$
decreases with increasing $L$. We also demonstrate that these results may be
understood in terms of perturbation theory and its breakdown.
- Abstract（参考訳）: 戻り確率を直接計算して、複数の異なるマルチキュービットジオメトリに対して$l=3$〜14$の配列で、交換結合電子スピン量子ビットのシステムに対して、クロストークと電荷ノイズによるデコヒーレンス時間$t_2^\ast$を決定する。
我々は、戻り確率の挙動を、平均スピン、ハミング距離、絡み合いエントロピーといった他の量と比較する。
すべてのケースでは、交代スピンを持つ開始状態$\left |\psi_0\right >=\left |\downarrow\uparrow\cdots\right >$を使用する。
パワーローの振る舞いである $t_2^\ast\propto l^{-\gamma}$ は、鎖と環のジオメトリの結果に量子ビット数の関数として適しており、指数値の $\gamma$ に対して数値的な結果を与える。
我々は、$t_2^\ast$ がシステムの多量子ビット形状に依存することを見出した。
また、スピンの1つ、ハミング距離、およびエンタングルメントエントロピーの期待値を算出し、これらが$T_2^\ast$を測定するための戻り確率のよいプロキシであることを示す。
鍵となる発見は、$l$の増加とともに$t_2^\ast$が減少することである。
また,これらの結果は摂動理論とその崩壊の観点からも理解できることを示す。
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