論文の概要: Nonadiabatic quantum control of quantum dot arrays with fixed exchange using Cartan decomposition

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2207.02381v2
• Date: Wed, 9 Nov 2022 17:48:39 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-06 09:54:58.375162
• Title: Nonadiabatic quantum control of quantum dot arrays with fixed exchange using Cartan decomposition
• Title（参考訳）: カルタン分解を用いた固定交換量子ドットアレイの非断熱量子制御
• Authors: David W. Kanaar, Utkan G\"ung\"ord\"u and J. P. Kestner
• Abstract要約: 半導体スピン量子ビットでは、スピンのシャットリングは遠方量子ビット間の量子演算を生成する実用的な方法である。 我々は,従来の二重ドット系と三重ドット系の結果を拡張し,量子ドットの長い鎖でスピンシャットリングを実装する手法について述べる。
• 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: In semiconductor spin qubits which typically interact through short-range exchange coupling, shuttling of spin is a practical way to generate quantum operations between distant qubits. Although the exchange is often tunable through voltages applied to gate electrodes, its minimal value can be significantly large, which hinders the applicability of existing shuttling protocols to such devices, requiring a different approach. In this work, we extend our previous results for double- and triple-dot systems, and describe a method for implementing spin shuttling in long chains of quantum dots in a nonadiabatic manner. We make use of Cartan decomposition to break down the interacting problem into simpler problems in a systematic way, and use dynamical invariants to design smooth nonadiabatic pulses that can be implemented in devices with modest control bandwidth. Finally, we discuss the extensibility of our results to directed shuttling of spin states on two-dimensional lattices of quantum dots with fixed coupling.
• Abstract（参考訳）: 短距離交換結合で相互作用する半導体スピン量子ビットでは、スピンのシャットリングは遠くの量子ビット間で量子演算を生成する実用的な方法である。 交換はしばしばゲート電極に印加される電圧によって調整されるが、その最小値は著しく大きくなり、既存のシャットリングプロトコルがそのようなデバイスに適用可能であることを妨げ、異なるアプローチを必要とする。 本稿では,2重および3重ドット系に対するこれまでの結果を拡張し,量子ドット長鎖のスピンシャットリングを非断熱的に実装する方法について述べる。 我々はカルタン分解を用いて、相互作用する問題を系統的により単純な問題に分解し、動的不変量を用いて、控えめな制御帯域を持つデバイスで実装可能なスムーズな非線形パルスを設計する。 最後に,固定結合を持つ量子ドットの2次元格子上のスピン状態の指向的シャットリングに対する結果の拡張性について考察する。

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