論文の概要: Quantum error correction with silicon spin qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.08581v1
• Date: Fri, 21 Jan 2022 07:59:49 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-28 06:13:56.495559
• Title: Quantum error correction with silicon spin qubits
• Title（参考訳）: シリコンスピン量子ビットによる量子誤差補正
• Authors: Kenta Takeda, Akito Noiri, Takashi Nakajima, Takashi Kobayashi, Seigo Tarucha
• Abstract要約: 大規模量子コンピュータは、脆弱な量子情報を保護するために量子エラー補正に依存する。 シリコンベースの量子ビットの最近の進歩により、高品質な1と2の量子ビットシステムの実装が可能になった。 ここでは、シリコン中の3量子位相補正符号を示し、符号化された3量子状態は、3量子状態のうちの1つの位相フリップ誤差に対して保護される。
• 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: Large-scale quantum computers rely on quantum error correction to protect the fragile quantum information. Among the possible candidates of quantum computing devices, silicon-based spin qubits hold a great promise due to their compatibility to mature nanofabrication technologies for scaling up. Recent advances in silicon-based qubits have enabled the implementations of high quality one and two qubit systems. However, the demonstration of quantum error correction, which requires three or more coupled qubits and often involves a three-qubit gate, remains an open challenge. Here, we demonstrate a three-qubit phase correcting code in silicon, where an encoded three-qubit state is protected against any phase-flip error on one of the three qubits. The correction to this encoded state is performed by a three-qubit conditional rotation, which we implement by an efficient single-step resonantly driven iToffoli gate. As expected, the error correction mitigates the errors due to one qubit phase-flip as well as the intrinsic dephasing due to quasi-static phase noise. These results show a successful implementation of quantum error correction and the potential of silicon-based platform for large-scale quantum computing.
• Abstract（参考訳）: 大規模量子コンピュータは、脆弱な量子情報を保護するために量子エラー補正に依存する。 量子コンピューティングデバイスの候補として考えられるが、シリコンベースのスピン量子ビットは、スケールアップのための成熟したナノファブリケーション技術との互換性のため、大きな約束を持っている。 シリコンベースの量子ビットの最近の進歩により、高品質な1と2の量子ビットシステムの実装が可能になった。 しかし、3つ以上の結合量子ビットを必要とし、3つの量子ビットゲートを含む量子誤差補正の実証は、まだ未解決の課題である。 本稿では,3量子ビットの位相誤りに対して符号化された3量子ビット状態が保護されるシリコンにおける3量子ビット位相補正コードを示す。 この符号化状態の補正は、3量子ビット条件回転によって行われ、効率的な単段共振駆動のイトフォリゲートによって実装される。 予想通り、誤差補正は1量子位相フリップによる誤差と準定常位相雑音による固有の劣化を緩和する。 これらの結果は,量子誤り訂正の実装が成功し,シリコンベースの大規模量子コンピューティングプラットフォームの可能性を示している。

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