論文の概要: Modelling of planar germanium hole qubits in electric and magnetic fields

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.04795v1
• Date: Tue, 9 Aug 2022 14:14:32 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-01 19:12:51.988835
• Title: Modelling of planar germanium hole qubits in electric and magnetic fields
• Title（参考訳）: 電場及び磁場中における平面ゲルマニウムホール量子ビットのモデリング
• Authors: Chien-An Wang and Giordano Scappucci and Menno Veldhorst and Maximilian Russ
• Abstract要約: 歪んだ平面ゲルマニウム量子井戸のホールベースのスピン量子ビットは、かなりの注目を集めている。 我々はこれらのホールスピン量子ビットをホストするヘテロ構造のシミュレーションを行う。 我々の研究は、G因子の量子井戸の外にある非常に励起性の高い光孔状態の強い影響を明らかにしている。
• 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-based spin qubits in strained planar germanium quantum wells have received considerable attention due to their favourable properties and remarkable experimental progress. The sizeable spin-orbit interaction in this structure allows for efficient electric qubit operations. However, it also couples the qubit to electrical noise. In this work we perform simulations of a heterostructure hosting these hole spin qubits. We solve the effective mass equations for a realistic heterostructure, provide a set of analytical basis wave functions, and compute the effective g-factor of the heavy-hole ground-state. Our investigations reveal a strong impact of highly excited light hole states located outside the quantum well on the g-factor. Consequently, contrary to recent predictions, we find that sweet spots in out-of-plane magnetic fields are shifted to impractically large electric fields. However, for magnetic fields close to in-plane alignment, sweet spots at low electric fields are recovered. This work will be helpful in understanding and improving coherence of germanium hole spin qubits.
• Abstract（参考訳）: 歪んだ平面ゲルマニウム量子井戸のホールベースのスピン量子ビットは、その好ましい性質と顕著な実験的進歩のためにかなりの注目を集めている。 この構造における大きなスピン軌道相互作用は、効率的な電気量子ビット演算を可能にする。 しかし、量子ビットを電気的ノイズに結びつけることもできる。 本研究では,これらのホールスピン量子ビットをホストするヘテロ構造のシミュレーションを行う。 実効的なヘテロ構造に対する有効質量方程式を解き、解析基底波関数のセットを提供し、重孔基底状態の有効g因子を計算する。 我々の研究では、量子井戸の外側にある高励起光ホール状態がg因子に強い影響があることが判明した。 その結果,近年の予測とは対照的に,面外磁場の甘味点が非実用的に大きな電界に移動することがわかった。 しかし、平面内アライメントに近い磁場では、低電界のスイートスポットが回収される。 この研究はゲルマニウムホールスピン量子ビットのコヒーレンスの理解と改善に役立つだろう。

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