論文の概要: Theory of Silicon Spin Qubit Relaxation in a Synthetic Spin-Orbit Field

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.13173v2
• Date: Tue, 1 Feb 2022 09:01:56 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-27 05:22:43.696483
• Title: Theory of Silicon Spin Qubit Relaxation in a Synthetic Spin-Orbit Field
• Title（参考訳）: 合成スピン軌道場におけるシリコンスピン量子緩和の理論
• Authors: Amin Hosseinkhani, Guido Burkard
• Abstract要約: 我々は、磁場勾配の存在下で、単電子シリコンスピン量子ビット緩和の理論を発展させる。 このような磁場勾配はオンチップのマイクロマグネットによって定期的に発生し、スピン量子ビット上の電気的に制御された量子ゲートを可能にする。
• 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: We develop the theory of single-electron silicon spin qubit relaxation in the presence of a magnetic field gradient. Such field gradients are routinely generated by on-chip micromagnets to allow for electrically controlled quantum gates on spin qubits. We build on a valley-dependent envelope function theory that enables the analysis of the electron wave function in a silicon quantum dot with an arbitrary roughness at the interface. We assume the presence of single-layer atomic steps at a Si/SiGe interface and study how the presence of a gradient field modifies the spin-mixing mechanisms. We show that our theoretical modeling can quantitatively reproduce results of experimental measurements of qubit relaxation in silicon in the presence of a micromagnet. We further study in detail how a field gradient can modify the EDSR Rabi frequency of a silicon spin qubit. While this strongly depends on the details of the interface roughness, interestingly, we find that adding a micromagnet on top of a spin qubit with an ideal interface can even reduce the EDSR frequency within some interval of the external magnetic field strength.
• Abstract（参考訳）: 我々は磁場勾配の存在下で単電子シリコンスピン量子ビット緩和の理論を発展させる。 このような磁場勾配はオンチップマイクロマグネットによって定期的に生成され、スピン量子ビット上の電気的に制御される量子ゲートを可能にする。 我々は、界面に任意の粗さを持つシリコン量子ドットにおける電子波関数の解析を可能にするバレー依存エンベロープ関数理論に基づいて構築する。 我々はSi/SiGe界面における単層原子ステップの存在を仮定し、勾配場の存在がスピン混合機構をどのように変化させるかを研究する。 本研究では,マイクロマグネットの存在下でのシリコン中のクビット緩和実験の結果を定量的に再現できることを示す。 さらに、磁場勾配がシリコンスピンキュービットのEDSR Rabi周波数をどのように変更できるかを詳細に研究する。 これは界面の粗さに強く依存するが、興味深いことに、理想的な界面を持つスピン量子ビットの上にマイクロマグネットを加えることで、外部磁場強度のある程度の間隔でedsr周波数を減少させることができる。

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