論文の概要: Hole spin qubits in thin curved quantum wells
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2204.08212v1
- Date: Mon, 18 Apr 2022 08:34:38 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-16 11:51:16.554961
- Title: Hole spin qubits in thin curved quantum wells
- Title（参考訳）: 薄い曲面量子井戸におけるホールスピン量子ビット
- Authors: Stefano Bosco and Daniel Loss
- Abstract要約: Hole spin qubitsはスケーラブルな量子コンピュータのための最前線のプラットフォームである。
これまでで最も速いスピン量子ビットは、閉じ込め方向の長い量子ドットで定義される。
これらの系では、量子ビットの寿命は電荷ノイズによって強く制限される。
我々は、平面CMOS技術と互換性のある、異なるスケーラブルな量子ビット設計を提案する。
- 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: Hole spin qubits are frontrunner platforms for scalable quantum computers
because of their large spin-orbit interaction which enables ultrafast
all-electric qubit control at low power. The fastest spin qubits to date are
defined in long quantum dots with two tight confinement directions, when the
driving field is aligned to the smooth direction. However, in these systems the
lifetime of the qubit is strongly limited by charge noise, a major issue in
hole qubits. We propose here a different, scalable qubit design, compatible
with planar CMOS technology, where the hole is confined in a curved germanium
quantum well surrounded by silicon. This design takes full advantage of the
strong spin-orbit interaction of holes, and at the same time suppresses charge
noise in a wide range of configurations, enabling highly coherent, ultrafast
qubit gates. While here we focus on a Si/Ge/Si curved quantum well, our design
is also applicable to different semiconductors. Strikingly, these devices allow
for ultrafast operations even in short quantum dots by a transversal electric
field. This additional driving mechanism relaxes the demanding design
constraints, and opens up a new way to reliably interface spin qubits in a
single quantum dot to microwave photons. By considering state-of-the-art
high-impedance resonators and realistic qubit designs, we estimate interaction
strengths of a few hundreds of MHz, largely exceeding the decay rate of spins
and photons. Reaching such a strong coupling regime in hole spin qubits will be
a significant step towards high-fidelity entangling operations between distant
qubits, as well as fast single-shot readout, and will pave the way towards the
implementation of a large-scale semiconducting quantum processor.
- Abstract（参考訳）: ホールスピン量子ビットは、低電力での超高速全電力量子ビット制御を可能にする大きなスピン軌道相互作用のため、スケーラブルな量子コンピュータのフロントランナープラットフォームである。
今までで最速のスピン量子ビットは、駆動場が滑らかな方向に整列するときに、2つの密閉方向を持つ長い量子ドットで定義される。
しかし、これらのシステムでは、量子ビットの寿命は電荷ノイズによって強く制限されている。
ここでは、平面型cmos技術と互換性のある、異なるスケーラブルな量子ビット設計を提案し、その穴はシリコンで囲まれた湾曲したゲルマニウム量子に閉じ込められている。
この設計は、ホールの強いスピン軌道相互作用を最大限に活用し、同時に幅広い構成の電荷ノイズを抑制し、高度に一貫性のある超高速キュービットゲートを実現する。
ここでは、Si/Ge/Si曲面量子井戸に焦点を当てるが、設計は異なる半導体にも適用できる。
驚くべきことに、これらのデバイスは横方向の電場によって短い量子ドットでも超高速操作を可能にする。
この追加の駆動機構は要求される設計制約を緩和し、単一の量子ドット内のスピン量子ビットをマイクロ波光子に確実にインターフェースする新しい方法を開く。
最先端の高インピーダンス共振器と現実的な量子ビット設計を考えることで、数百mhzの相互作用強度を推定し、スピンや光子の減衰速度をほとんど超えている。
このような強いカップリング機構をホールスピン量子ビットに組み込むことは、遠方量子ビット間の高忠実なエンタングル操作への重要なステップであり、高速な単発読み出しであり、大規模な半導体量子プロセッサの実装への道を開くことになる。
関連論文リスト
- High-fidelity spin qubit shuttling via large spin-orbit interaction [0.0]
ゼーマン場の大きな不均一性は、運動するスピン状態のコヒーレンスを安定化させる。
我々の発見は一般に幅広い設定に適用でき、大規模量子プロセッサへの道を開くことができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-11-27T16:13:16Z) - Control of an environmental spin defect beyond the coherence limit of a central spin [79.16635054977068]
電子スピンレジスタのサイズを拡大するためのスケーラブルなアプローチを提案する。
我々は, 中心NVのコヒーレンス限界外における未知電子スピンの検出とコヒーレント制御を実証するために, このアプローチを実験的に実現した。
我々の研究は、ナノスケールセンシングを推進し、誤り訂正のための相関ノイズスペクトロスコピーを有効にし、量子通信のためのスピンチェーン量子ワイヤの実現を促進するため、より大きな量子レジスタを工学的に開発する方法を開拓する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-29T17:55:16Z) - The SpinBus Architecture: Scaling Spin Qubits with Electron Shuttling [42.60602838972598]
本研究では、電子シャットリングを用いて量子ビットを接続し、低動作周波数と拡張量子ビットコヒーレンスを特徴とするSpinBusアーキテクチャを提案する。
室温計を用いた制御は、少なくとも144量子ビットを確実に支持できるが、もっと多くの数値が低温制御回路で認識できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-06-28T16:24:11Z) - Enhancing the Coherence of Superconducting Quantum Bits with Electric
Fields [62.997667081978825]
印加された直流電界を用いて、クォービット共鳴から外れた欠陥を調整することにより、クビットコヒーレンスを向上させることができることを示す。
また、超伝導量子プロセッサにおいて局所ゲート電極をどのように実装し、個々の量子ビットの同時コヒーレンス最適化を実現するかについても論じる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-08-02T16:18:30Z) - Fully tunable longitudinal spin-photon interactions in Si and Ge quantum
dots [0.0]
我々は、最先端のホールスピン量子ビットにおいて、大きな縦方向の相互作用が自然に現れることを示す。
本稿では,これらの相互作用を計測し,高速かつ高忠実な2ビットエンタングゲートを実装するための現実的なプロトコルを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-03-31T16:36:53Z) - Fully tunable hyperfine interactions of hole spin qubits in Si and Ge
quantum dots [0.0]
Hole spin qubitsはスケーラブルな量子コンピュータのための最前線のプラットフォームである。
最先端のデバイスは、核欠陥との超微細な相互作用に起因するノイズに悩まされている。
これらの相互作用は、デバイス設計と外部電界によって制御される、高度に調整可能な異方性を持つことを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-06-25T16:31:42Z) - Squeezed hole spin qubits in Ge quantum dots with ultrafast gates at low
power [0.0]
平面Geヘテロ構造におけるホールスピン量子ビットは、スケーラブルな量子コンピュータのための最前線のプラットフォームの一つである。
我々はこれらの相互作用を桁違いに拡張する最小限の設計修正を提案する。
我々のアプローチは、量子ドットを一方向に強く絞る非対称ポテンシャルに基づいている。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-30T23:46:07Z) - Hybrid quantum photonics based on artificial atoms placed inside one
hole of a photonic crystal cavity [47.187609203210705]
一次元で自由なSi$_3$N$_4$ベースのフォトニック結晶キャビティ内にSiV$-$含ナノダイアモンドを含むハイブリッド量子フォトニクスを示す。
結果として生じる光子フラックスは、自由空間に比べて14倍以上増加する。
結果は、ナノダイアモンドのSiV$-$-中心を持つハイブリッド量子フォトニクスに基づいて量子ネットワークノードを実現するための重要なステップである。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-12-21T17:22:25Z) - A singlet triplet hole spin qubit in planar Ge [40.24757332810004]
GroupIVホールスピン量子ビットは、操作の容易さとSi技術との互換性のため、関心の焦点に移行している。
平面Geの面外孔g-要素を利用して,Alの臨界場である10mT以下の磁場で作動するホールスピン量子ビットを実演する。
その結果,Geホール一重項量子ビットは最先端のGaAsおよびSi一重項量子ビットと競合していることがわかった。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-11-27T14:41:08Z) - Ultrafast Hole Spin Qubit with Gate-Tunable Spin-Orbit Switch [0.0]
我々はゲルマニウム/シリコンコア/シェルナノワイヤにおけるホールスピン量子ビットの超高速で普遍的な量子制御を実証する。
本稿では,Rabi周波数,ゼーマンエネルギー,コヒーレンス時間に対する電気的制御について述べる。
極端に強いがゲート制御可能なスピン軌道相互作用を基礎となるメカニズムとして同定する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-06-19T15:09:00Z) - Universal non-adiabatic control of small-gap superconducting qubits [47.187609203210705]
2つの容量結合トランスモン量子ビットから形成される超伝導複合量子ビットを導入する。
我々はこの低周波CQBを、ただのベースバンドパルス、非断熱遷移、コヒーレントなランダウ・ツェナー干渉を用いて制御する。
この研究は、低周波量子ビットの普遍的非断熱的制御が、単にベースバンドパルスを用いて実現可能であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-03-29T22:48:34Z)
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。