論文の概要: Threshold-independent method for single-shot readout of spin qubits in
semiconductor quantum dots
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2206.03650v2
- Date: Fri, 7 Jul 2023 07:02:08 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-07-10 16:15:11.690172
- Title: Threshold-independent method for single-shot readout of spin qubits in
semiconductor quantum dots
- Title（参考訳）: 半導体量子ドットにおけるスピン量子ビットの単発読み出しのしきい値非依存法
- Authors: Rui-Zi Hu, Sheng-Kai Zhu, Xin Zhang, Yuan Zhou, Ming Ni, Rong-Long Ma,
Zhen-Zhen Kong, Gui-Lei Wang, Gang Cao, Hai-Ou Li and Guo-Ping Guo
- Abstract要約: 半導体量子ドットにおけるスピン量子ビットの単一ショット読み出しのための別のしきい値非依存法について述べる。
本手法の効率性とロバスト性は,最もよく用いられる手法の60倍であることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.094844977973023
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The single-shot readout data process is essential for the realization of
high-fidelity qubits and fault-tolerant quantum algorithms in semiconductor
quantum dots. However, the fidelity and visibility of the readout process is
sensitive to the choice of the thresholds and limited by the experimental
hardware. By demonstrating the linear dependence between the measured spin
state probabilities and readout visibilities along with dark counts, we
describe an alternative threshold-independent method for the single-shot
readout of spin qubits in semiconductor quantum dots. We can obtain the
extrapolated spin state probabilities of the prepared probabilities of the
excited spin state through the threshold-independent method. Then, we analyze
the corresponding errors of the method, finding that errors of the extrapolated
probabilities cannot be neglected with no constraints on the readout time and
threshold voltage. Therefore, by limiting the readout time and threshold
voltage we ensure the accuracy of the extrapolated probability. Then, we prove
that the efficiency and robustness of this method is 60 times larger than that
of the most commonly used method. Moreover, we discuss the influence of the
electron temperature on the effective area with a fixed external magnetic field
and provide a preliminary demonstration for a single-shot readout up to 0.7
K/1.5T in the future.
- Abstract（参考訳）: 単一ショット読み出しデータプロセスは、半導体量子ドットにおける高忠実度量子ビットとフォールトトレラント量子アルゴリズムの実現に不可欠である。
しかし、読み出しプロセスの忠実さと可視性は閾値の選択に敏感であり、実験ハードウェアによって制限される。
測定されたスピン状態確率と読み出しのビジビリティとダークカウントとの線形依存性を示すことにより、半導体量子ドットにおけるスピン量子ビットの単発読み出しに対する代替しきい値非依存法について述べる。
我々はしきい値非依存法により励起スピン状態の生成確率の補間スピン状態確率を得ることができる。
そこで,本手法の誤差を解析した結果,外挿確率の誤差は,読み出し時間やしきい値電圧に制約がなく無視できないことがわかった。
したがって、読み出し時間と閾値電圧を制限することにより、外挿された確率の精度を確保できる。
そして,本手法の効率性とロバスト性は,最もよく用いられる手法の60倍であることを示す。
さらに, 電子温度が外部磁場を固定した有効領域に与える影響について検討し, 今後0.7K/1.5Tまでの単発読み出しの予備的な実演を行う。
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