論文の概要: Fast high-fidelity single-shot readout of spins in silicon using a single-electron box

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.06608v1
• Date: Sun, 13 Mar 2022 09:38:31 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-22 05:40:41.792108
• Title: Fast high-fidelity single-shot readout of spins in silicon using a single-electron box
• Title（参考訳）: 単一電子箱を用いたシリコンスピンの高速高忠実単一ショット読み出し
• Authors: G. A. Oakes, V.N. Ciriano-Tejel, D. Wise, M. A. Fogarty, T. Lundberg, C. Lain\'e, S. Schaal, F. Martins, D. J. Ibberson, L. Hutin, B. Bertrand, N. Stelmashenko, J. A. W. Robinson, L. Ibberson, A. Hashim, I. Siddiqi, A. Lee, M. Vinet, C. G. Smith, J.J.L. Morton, and M. F. Gonzalez-Zalba
• Abstract要約: 小型分散電荷センサを用いて, シリコン量子ドットにおけるスピンの高速高忠実性単一ショット読み出しの2つの実演を示す。 このセンサーは従来の検出器よりも少ない電極を必要とするが、6ドル以下で99.2%のスピン・リード・アウト・フィリティを達成している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5455889233228607
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Three key metrics for readout systems in quantum processors are measurement speed, fidelity and footprint. Fast high-fidelity readout enables mid-circuit measurements, a necessary feature for many dynamic algorithms and quantum error correction, while a small footprint facilitates the design of scalable, highly-connected architectures with the associated increase in computing performance. Here, we present two complementary demonstrations of fast high-fidelity single-shot readout of spins in silicon quantum dots using a compact, dispersive charge sensor: a radio-frequency single-electron box. The sensor, despite requiring fewer electrodes than conventional detectors, performs at the state-of-the-art achieving spin read-out fidelity of 99.2% in less than 6 $\mu$s. We demonstrate that low-loss high-impedance resonators, highly coupled to the sensing dot, in conjunction with Josephson parametric amplification are instrumental in achieving optimal performance. We quantify the benefit of Pauli spin blockade over spin-dependent tunneling to a reservoir, as the spin-to-charge conversion mechanism in these readout schemes. Our results place dispersive charge sensing at the forefront of readout methodologies for scalable semiconductor spin-based quantum processors.
• Abstract（参考訳）: 量子プロセッサにおける読み出しシステムの3つの主要な指標は、測定速度、忠実度、フットプリントである。 高速な高忠実な読み出しは、多くの動的アルゴリズムや量子エラー修正に必要な中循環測定を可能にする一方、小さなフットプリントは、コンピューティング性能の向上に伴うスケーラブルで高接続のアーキテクチャの設計を促進する。 本稿では,小型分散電荷センサを用いたシリコン量子ドット内のスピンの高速高忠実性単発読み出しの2つの相補的な実演を示す。 このセンサーは従来の検出器よりも少ない電極を必要とするが、6ドル以下で99.2%のスピン読み出し精度を達成している。 検出点に高結合した低損失高インピーダンス共振器とジョセフソンパラメトリック増幅が最適性能を実現する上で有効であることを示す。 我々は,これらの読み出し方式におけるスピン対電荷変換機構として,スピン依存トンネル上のポーリスピン遮断の利点を定量化する。 本研究は、スケーラブル半導体スピンベース量子プロセッサの読み出し手法の最前線に分散電荷センサを配置した。

関連論文リスト

• A single-phonon directional coupler [0.0]
  本研究では,量子機械励起のための4ポート指向カプラを初めて実証する。 これらの音速分割器の1つに1つのフォノンフォック状態を送ることにより、量子状態において直接指向性カプラを使用する能力を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-12-07T16:36:17Z)
• Cooperative Spin Amplification [4.561604895218612]
  フィードバック回路内に129Xe核スピンを埋め込んだ新しい信号増幅実験を行った。 フォトンショットノイズを超える4.0 fT/Hz$1/2$の超高感度を実現する。 我々の発見は量子増幅の物理学を協調的なスピンシステムに拡張し、様々な既存のセンサーに一般化することができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-09-20T14:55:34Z)
• Rapid single-shot parity spin readout in a silicon double quantum dot with fidelity exceeding 99 % [0.0]
  シリコンベースのスピン量子ビットは、スケーラブルな量子コンピュータを実現するための潜在的経路を提供する。 最近の実験では、高忠実度量子ゲートやマルチキュービット演算など重要な技術が実証されている。 フォールトトレラント量子コンピュータの実現には、デコヒーレンスよりも高速な高忠実度スピン計測が必要である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-09-01T02:59:04Z)
• Enhancing Dispersive Readout of Superconducting Qubits Through Dynamic Control of the Dispersive Shift: Experiment and Theory [47.00474212574662]
  超伝導量子ビットは、大帯域読み出し共振器に結合される。 我々は、100 ns 統合時間で 0.25,% の、最先端の2状態読み取りエラーを示す。 提案した結果により,新たなアルゴリズムやプロトコルの性能がさらに向上することが期待されている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-07-15T10:30:10Z)
• All-Optical Nuclear Quantum Sensing using Nitrogen-Vacancy Centers in Diamond [52.77024349608834]
  マイクロ波または高周波駆動は、量子センサーの小型化、エネルギー効率、非侵襲性を著しく制限する。 我々は、コヒーレント量子センシングに対する純粋に光学的アプローチを示すことによって、この制限を克服する。 この結果から, 磁気学やジャイロスコープの応用において, 量子センサの小型化が期待できる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-12-14T08:34:11Z)
• An integrated microwave-to-optics interface for scalable quantum computing [47.187609203210705]
  シリコンフォトニックキャビティに結合した超伝導共振器を用いた集積トランスデューサの新しい設計法を提案する。 上記の条件をすべて同時に実現するためのユニークな性能とポテンシャルを実験的に実証する。 デバイスは50オーム伝送ラインに直接接続し、単一のチップ上で多数のトランスデューサに容易にスケールできる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-10-27T18:05:01Z)
• First design of a superconducting qubit for the QUB-IT experiment [50.591267188664666]
  QUB-ITプロジェクトの目標は、量子非破壊(QND)測定と絡み合った量子ビットを利用した、反復的な単一光子カウンタを実現することである。 本稿では,Qiskit-Metalを用いた共振器に結合したトランスモン量子ビットからなる第1の超伝導デバイスの設計とシミュレーションを行う。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-07-18T07:05:10Z)
• Gate-based spin readout of hole quantum dots with site-dependent $g-$factors [101.23523361398418]
  ゲート型反射率計を用いたスピンリードアウトによりシリコン中の二重量子ドットを実験的に検討した。 磁気分光法により生じる反射位相信号の特徴は,2点のサイト依存の$g-$factorに関する情報を伝達する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-06-27T09:07:20Z)
• Five-second coherence of a single spin with single-shot readout in silicon carbide [84.97423065534817]
  炭化ケイ素(SiC)の単一欠陥の単発読み出しを実証する 事前選択やポストセレクションなしで80%以上の読み出し精度を実現しています。 本システムでは, 単スピンT2>5sの2桁以上を報告した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-10-04T17:35:02Z)
• Spin digitizer for high-fidelity readout of a cavity-coupled silicon triple quantum dot [0.0]
  3つの量子ドットの中でインライン電荷センサを動作させ、一方のドットはマイクロ波空洞に結合され、もう一方の2つのドットの電荷状態を読み取るのに使用される。 本手法は,半導体量子デバイスにおける極小デバイスオーバーヘッドとフレキシブル量子ビット演算を組み合わせた高忠実スピン読み出しを実現する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-04-08T16:04:14Z)
• Cavity quantum electrodynamic readout of a solid-state spin sensor [0.0]
  固体スピンセンサーには、普遍的で高忠実な読み出し技術がない。 誘電体マイクロ波空洞への強い結合を通じて窒素空洞(NV)中心の集合体を高忠実で室温で読み取る方法を示した。 以上の結果から, アンサンブルサイズの増大, スピン共鳴線幅の縮小, キャビティ品質の向上などにより, 固体スピンセンサの単体読み出し精度を実現するための明確な経路が得られた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-03-02T18:57:40Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。