論文の概要: Robust quantum control for the manipulation of solid-state spins
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.02434v1
- Date: Thu, 5 May 2022 04:27:47 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-14 06:28:47.553177
- Title: Robust quantum control for the manipulation of solid-state spins
- Title（参考訳）: 固体スピンの操作のためのロバスト量子制御
- Authors: Yifan Zhang, Hao Wu, Xiaodong Yang, Ye-Xin Wang, Chang Liu, Qing Zhao,
Jiyang Ma, Jun Li, and Bo Zhang
- Abstract要約: 耐雑音性量子ゲートは、ダイヤモンド中の窒素空孔中心で実験的に実証される。
10%のオフ共鳴デチューニングとラビ周波数の偏差がある場合、平均的な単一量子ゲート密度は99.97%に達する。
ROCベースのマルチパルス量子センシングシーケンスは、有限幅とマイクロ波パルスの不完全性に起因する刺激応答を抑制することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 20.436446451643622
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Robust and high-fidelity control of electron spins in solids is the
cornerstone for facilitating applications of solid-state spins in quantum
information processing and quantum sensing. However, precise control of spin
systems is always challenging due to the presence of a variety of noises
originating from the environment and control fields. Herein, noise-resilient
quantum gates, designed with robust optimal control (ROC) algorithms, are
demonstrated experimentally with nitrogen-vacancy (NV) centers in diamond to
realize tailored robustness against detunings and Rabi errors simultaneously.
In the presence of both 10% off-resonant detuning and deviation of a Rabi
frequency, we achieve an average single-qubit gate fidelity of up to 99.97%.
Our experiments also show that, ROCbased multipulse quantum sensing sequences
can suppress spurious responses resulting from finite widths and imperfections
of microwave pulses, which provides an efficient strategy for enhancing the
performance of existing multipulse quantum sensing sequences.
- Abstract（参考訳）: 固体中の電子スピンのロバストで高忠実な制御は、量子情報処理や量子センシングにおける固体スピンの応用を促進する基礎である。
しかしながら、スピン系の精密な制御は、環境や制御分野に由来する様々なノイズが存在するため、常に困難である。
そこで,ロバスト最適制御(roc)アルゴリズムを用いて設計した雑音耐性量子ゲートを,ダイヤモンド中の窒素空隙(nv)中心を用いて実験的に実験し,デチューニングやrabi誤差に対するロバスト性を同時に実現した。
10%オフ共振デチューンとrabi周波数の偏差の両方が存在する場合、平均1量子ビットゲート忠実度は99.97%となる。
rocベースのマルチパルス量子センシングシーケンスは、マイクロ波パルスの有限幅と不完全によるスプリアス応答を抑制することが可能であり、既存のマルチパルス量子センシングシーケンスの性能向上のための効率的な戦略を提供する。
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