論文の概要: Noise-correlation spectrum for a pair of spin qubits in silicon

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.14150v1
• Date: Tue, 30 Aug 2022 11:10:11 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-28 12:01:49.703838
• Title: Noise-correlation spectrum for a pair of spin qubits in silicon
• Title（参考訳）: シリコン中の一対のスピン量子ビットのノイズ相関スペクトル
• Authors: J. Yoneda, J. S. Rojas-Arias, P. Stano, K. Takeda, A. Noiri, T. Nakajima, D. Loss, and S. Tarucha
• Abstract要約: 一対のシリコンスピン量子ビットにおけるノイズ相関の程度を100nm間隔で定量化する。 我々は1Hzで0.7の相関強度を持つ強い量子ビット間雑音相関を明らかにする。 さらに, 単スピン沈降速度の変動は交換雑音と強く相関し, 電気的起源を排除している。
• 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: Semiconductor qubits are appealing for building quantum processors as they may be densely integrated due to small footprint. However, a high density raises the issue of noise correlated across different qubits, which is of practical concern for scalability and fault tolerance. Here, we analyse and quantify in detail the degree of noise correlation in a pair of neighbouring silicon spin qubits ~100 nm apart. We evaluate all a-priori independent auto- and cross- power spectral densities of noise as a function of frequency. We reveal strong inter-qubit noise correlation with a correlation strength as large as ~0.7 at ~1 Hz (70% of the maximum in-phase correlation), even in the regime where the spin-spin exchange interaction contributes negligibly. We furthermore find that fluctuations of single-spin precession rates are strongly correlated with exchange noise, giving away their electrical origin. Noise cross-correlations have thus enabled us to pinpoint the most influential noise in the present device among compelling mechanisms including nuclear spins. Our work presents a powerful tool set to assess and identify the noise acting on multiple qubits and highlights the importance of long-range electric noise in densely packed silicon spin qubits.
• Abstract（参考訳）: 半導体量子ビットは、フットプリントが小さいために密に統合される可能性があるため、量子プロセッサの構築に魅力がある。 しかし、高い密度は異なるキュービット間で相関するノイズの問題を引き起こすため、スケーラビリティとフォールトトレランスには実用的な懸念がある。 ここでは、近傍のシリコンスピン量子ビット ~100 nm のノイズ相関の程度を詳細に分析し、定量化する。 周波数関数として, 独立系オート・アンド・クロスパワースペクトルのスペクトル密度を全て評価する。 スピンスピン交換相互作用が無視的に寄与する状態においても, 最大位相相関の70%) で ~0.7 の相関強度を持つ強い量子ビット間雑音相関を明らかにする。 さらに, 単スピン沈降速度の変動は交換雑音と強く相関し, 電気的起源を排除している。 これにより、核スピンを含む説得力のあるメカニズムの中で、この装置の最も影響力のあるノイズを特定できる。 本研究は,複数の量子ビットに作用するノイズを評価・識別するための強力なツールセットを示し,密集したシリコンスピン量子ビットにおける長距離電気ノイズの重要性を強調する。

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