論文の概要: Phase flip code with semiconductor spin qubits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.11530v1
- Date: Wed, 23 Feb 2022 14:10:13 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-24 03:42:33.303554
- Title: Phase flip code with semiconductor spin qubits
- Title（参考訳）: 半導体スピン量子ビットを用いた位相フリップ符号
- Authors: F. van Riggelen (1), W. I. L. Lawrie (1), M. Russ (1), N. W. Hendrickx
(1), A. Sammak (2), M. Rispler (3), B. M. Terhal (3, 4 and 5), G. Scappucci
(1), M. Veldhorst (1) ((1) QuTech and Kavli Institute of Nanoscience (2)
QuTech and Netherlands Organization for Applied Scientific Research (TNO) (3)
QuTech, Delft University of Technology (4) JARA Institute for Quantum
Information (5) EEMCS, Delft University of Technology)
- Abstract要約: 量子誤り訂正符号はゲルマニウムの4ビットアレイを用いて実装可能であることを示す。
2量子位相フリップコードを実行し、アシラキュービットに再焦点パルスを適用することにより、データキュービットの状態を保存することができることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The fault-tolerant operation of logical qubits is an important requirement
for realizing a universal quantum computer. Spin qubits based on quantum dots
have great potential to be scaled to large numbers because of their
compatibility with standard semiconductor manufacturing. Here, we show that a
quantum error correction code can be implemented using a four-qubit array in
germanium. We demonstrate a resonant SWAP gate and by combining controlled-Z
and controlled-$\text{S}^{-1}$ gates we construct a Toffoli-like three-qubit
gate. We execute a two-qubit phase flip code and find that we can preserve the
state of the data qubit by applying a refocusing pulse to the ancilla qubit. In
addition, we implement a phase flip code on three qubits, making use of a
Toffoli-like gate for the final correction step. Both the quality and quantity
of the qubits will require significant improvement to achieve fault-tolerance.
However, the capability to implement quantum error correction codes enables
co-design development of quantum hardware and software, where codes tailored to
the properties of spin qubits and advances in fabrication and operation can now
come together to scale semiconductor quantum technology toward universal
quantum computers.
- Abstract（参考訳）: 論理量子ビットのフォールトトレラント演算は、普遍量子コンピュータを実現する上で重要な要件である。
量子ドットに基づくスピン量子ビットは、標準半導体製造と互換性があるため、大きな数にスケールできる可能性がある。
ここでは,ゲルマニウムの4ビットアレイを用いて量子誤り訂正符号を実装可能であることを示す。
我々は、共振SWAPゲートを示し、制御Zと制御$$\text{S}^{-1}$ゲートを組み合わせることで、トフォリに似た3ビットゲートを構築する。
2量子位相フリップコードを実行し、アシラキュービットに再焦点パルスを適用することにより、データキュービットの状態を保存することができることを示す。
さらに、3つのキュービットに位相フリップコードを実装し,最終補正ステップに toffoli-like ゲートを使用する。
qubitsの品質と量の両方がフォールトトレランスを達成するために大幅な改善を必要とします。
しかし、量子誤り訂正符号を実装する能力により、量子ハードウェアとソフトウェアの共同設計が可能となり、スピン量子ビットの特性に合わせた符号や、製造と運用の進歩により、半導体量子技術をユニバーサル量子コンピュータへと拡大することができる。
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