論文の概要: Universal logic with encoded spin qubits in silicon

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.03605v1
• Date: Tue, 8 Feb 2022 02:23:46 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-26 09:12:18.344340
• Title: Universal logic with encoded spin qubits in silicon
• Title（参考訳）: エンコードスピン量子ビットを用いたシリコンのユニバーサル論理
• Authors: Aaron J. Weinstein, Matthew D. Reed, Aaron M. Jones, Reed W. Andrews, David Barnes, Jacob Z. Blumoff, Larken E. Euliss, Kevin Eng, Bryan Fong, Sieu D. Ha, Daniel R. Hulbert, Clayton Jackson, Michael Jura, Tyler E. Keating, Joseph Kerckhoff, Andrey A. Kiselev, Justine Matten, Golam Sabbir, Aaron Smith, Jeffrey Wright, Matthew T. Rakher, Thaddeus D. Ladd and Matthew G. Borselli
• Abstract要約: デコヒーレンスフリーのサブシステムでエンコードされ、交換結合型シリコン量子ドットで実現された量子ビットは、フォールトトレラント量子コンピューティングの候補として有望である。 鍵となる困難は、エンタングルゲートは多数の制御パルスと高収率量子ドットアレイを必要とすることである。 ここでは,全制御に必要な機能的利得と,数千の交換パルスの適用に必要なコヒーレンスとを両立させる単一層エッチング定義ゲートアーキテクチャを用いて作製したデバイスについて述べる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.5796098351442824
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Qubits encoded in a decoherence-free subsystem and realized in exchange-coupled silicon quantum dots are promising candidates for fault-tolerant quantum computing. Benefits of this approach include excellent coherence, low control crosstalk, and configurable insensitivity to certain error sources. Key difficulties are that encoded entangling gates require a large number of control pulses and high-yielding quantum dot arrays. Here we show a device made using the single-layer etch-defined gate electrode architecture that achieves both the required functional yield needed for full control and the coherence necessary for thousands of calibrated exchange pulses to be applied. We measure an average two-qubit Clifford fidelity of $97.1 \pm 0.2\%$ with randomized benchmarking. We also use interleaved randomized benchmarking to demonstrate the controlled-NOT gate with $96.3 \pm 0.7\%$ fidelity, SWAP with $99.3 \pm 0.5\%$ fidelity, and a specialized entangling gate that limits spreading of leakage with $93.8 \pm 0.7\%$ fidelity.
• Abstract（参考訳）: デコヒーレンスフリーサブシステムでエンコードされ、交換結合シリコン量子ドットで実現された量子ビットは、フォールトトレラント量子コンピューティングの候補となる。 このアプローチの利点には、優れたコヒーレンス、低制御のクロストーク、特定のエラーソースに対する設定可能な非感受性が含まれる。 鍵となる困難は、エンタングルゲートは多数の制御パルスと高収率量子ドットアレイを必要とすることである。 本稿では、全制御に必要な機能的収率と、数千のキャリブレーションされた交換パルスを印加するために必要なコヒーレンスを両立させる、単層エッチング型ゲート電極アーキテクチャを用いたデバイスを示す。 平均2量子ビットクリフォード忠実度はランダム化ベンチマークで97.1 \pm 0.2\%$である。 また、interleaved randomized benchmarking を用いて、93.3 \pm 0.7\%$ fidelity の制御なしゲート、99.3 \pm 0.5\%$ fidelity のスワップ、93.8 \pm 0.7\%$ fidelity の漏洩の拡散を制限する特別なエンタングリングゲートのデモンストレーションを行った。

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