論文の概要: Direct manipulation of a superconducting spin qubit strongly coupled to
a transmon qubit
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.10094v2
- Date: Sun, 28 Aug 2022 17:42:51 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-30 05:09:32.012874
- Title: Direct manipulation of a superconducting spin qubit strongly coupled to
a transmon qubit
- Title（参考訳）: トランスモン量子ビットに強く結合した超伝導スピン量子ビットの直接操作
- Authors: Marta Pita-Vidal, Arno Bargerbos, Rok \v{Z}itko, Lukas J. Splitthoff,
Lukas Gr\"unhaupt, Jaap J. Wesdorp, Yu Liu, Leo P. Kouwenhoven, Ram\'on
Aguado, Bernard van Heck, Angela Kou, Christian Kraglund Andersen
- Abstract要約: 超伝導スピン量子ビットは半導体量子ビットの代替として有望である。
我々は、静電気的に定義された量子ドットジョセフソン接合のスピン分割ダブルト基底状態を用いて異なる量子ビット部分空間を利用する。
我々はアンドレーフスピン量子ビットを超伝導トランスモン量子ビットに埋め込み、強いコヒーレント量子ビット結合を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.6810058988728342
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Spin qubits in semiconductors are currently one of the most promising
architectures for quantum computing. However, they face challenges in realizing
multi-qubit interactions over extended distances. Superconducting spin qubits
provide a promising alternative by encoding a qubit in the spin degree of
freedom of an Andreev level. Such an Andreev spin qubit could leverage the
advantages of circuit quantum electrodynamic, enabled by an intrinsic
spin-supercurrent coupling. The first realization of an Andreev spin qubit
encoded the qubit in the excited states of a semiconducting weak-link, leading
to frequent decay out of the computational subspace. Additionally, rapid qubit
manipulation was hindered by the need for indirect Raman transitions. Here, we
exploit a different qubit subspace, using the spin-split doublet ground state
of an electrostatically-defined quantum dot Josephson junction with large
charging energy. Additionally, we use a magnetic field to enable direct spin
manipulation over a frequency range of 10 GHz. Using an all-electric microwave
drive we achieve Rabi frequencies exceeding 200 MHz. We furthermore embed the
Andreev spin qubit in a superconducting transmon qubit, demonstrating strong
coherent qubit-qubit coupling. These results are a crucial step towards a
hybrid architecture that combines the beneficial aspects of both
superconducting and semiconductor qubits.
- Abstract（参考訳）: 半導体のスピン量子ビットは現在、量子コンピューティングの最も有望なアーキテクチャの1つである。
しかし、距離を延ばすマルチキュービット相互作用の実現には課題がある。
超伝導スピン量子ビットは、アンドレフ準位の自由度で量子ビットを符号化することで有望な代替を提供する。
このようなアンドレフスピン量子ビットは、固有のスピン-スーパーカレントカップリングによって実現される回路量子電気力学の利点を活用できる。
アンドレフスピン量子ビットの最初の実現は、半導電性弱リンクの励起状態において量子ビットを符号化し、計算部分空間から頻繁に減衰する。
さらに、間接ラマン遷移の必要性により、急激なqubit操作が妨げられた。
ここでは、電荷エネルギーが大きい静電気的に定義された量子ドットジョセフソン接合のスピン分割ダブルト基底状態を用いて、異なる量子ビット部分空間を利用する。
さらに10GHzの周波数範囲で直接スピン操作を可能にするために磁場を用いる。
全電気マイクロ波ドライブを用いて200MHzを超えるRabi周波数を実現する。
さらに、アンドレーフスピン量子ビットを超伝導トランスモン量子ビットに埋め込み、強いコヒーレント量子ビット結合を示す。
これらの結果は、超伝導と半導体量子ビットの両方の有益な側面を組み合わせたハイブリッドアーキテクチャへの重要なステップである。
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