論文の概要: Protecting coherence from the environment via Stark many-body localization in a Quantum-Dot Simulator
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2204.13354v3
- Date: Fri, 21 Jun 2024 10:35:32 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-24 20:54:41.651234
- Title: Protecting coherence from the environment via Stark many-body localization in a Quantum-Dot Simulator
- Title（参考訳）: 量子ドットシミュレータにおけるスターク多体局在による環境からのコヒーレンス保護
- Authors: Subhajit Sarkar, Berislav Buča,
- Abstract要約: 本研究では, 局所量子コヒーレントなダイナミックな$ell-$bitを誘導するために, 半導体量子ドットアレイに磁場勾配を実装できることを示す。
これらの$ell-$bitsは、モデルが多体ローカライズされる原因である。
電子-フォノン相互作用が非局所的でない場合、これらの動的$ell-$bitとそれに対応する多体局在はフォノンを含む全てのノイズから十分に長期にわたって保護されることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Semiconductor platforms are emerging as a promising architecture for storing and processing quantum information, e.g., in quantum dot spin qubits. However, charge noise coming from interactions between the electrons is a major limiting factor, along with the scalability of many qubits, for a quantum computer. We show that a magnetic field gradient can be implemented in a semiconductor quantum dot array to induce a local quantum coherent dynamical $\ell-$bit exhibiting the potential to be used as logical qubits. These dynamical $\ell-$bits are responsible for the model being many-body localized. We show that these dynamical $\ell-$bits and the corresponding many-body localization are protected from all noises, including phonons, for sufficiently long times if electron-phonon interaction is not non-local. We further show the implementation of thermalization-based self-correcting logical gates. This thermalization-based error correction goes beyond the standard paradigm of decoherence-free and noiseless subsystems. Our work thus opens a new venue for passive quantum error correction in semiconductor-based quantum computers.
- Abstract（参考訳）: 半導体プラットフォームは量子ドットスピン量子ビットに量子情報を保存し、処理するための有望なアーキテクチャとして登場しつつある。
しかし、電子間の相互作用から生じる電荷ノイズは、量子コンピュータの多くの量子ビットのスケーラビリティとともに、大きな制限要因である。
半導体量子ドットアレイに磁場勾配を実装すれば、局所量子コヒーレント力学の$\ell-$bitを誘導し、論理量子ビットとして使用可能なポテンシャルを示すことを示す。
これらの動的$\ell-$bitsは、モデルが多体ローカライズされる原因である。
電子-フォノン相互作用が非局所的でない場合、これらの動的$\ell-$bitsとそれに対応する多体局在はフォノンを含む全てのノイズから十分に長期にわたって保護されることを示す。
さらに、熱化に基づく自己補正論理ゲートの実装について述べる。
この熱化に基づく誤差補正は、デコヒーレンスフリーおよびノイズレスサブシステムの標準パラダイムを超えている。
我々の研究は、半導体ベースの量子コンピュータにおいて、受動的量子誤り訂正のための新たな場所を開く。
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