論文の概要: High Fidelity Control of a Nitrogen-Vacancy Spin Qubit at Room Temperature using the SMART Protocol

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.14671v2
• Date: Fri, 9 Sep 2022 10:33:53 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-28 09:15:54.459190
• Title: High Fidelity Control of a Nitrogen-Vacancy Spin Qubit at Room Temperature using the SMART Protocol
• Title（参考訳）: SMARTプロトコルを用いた窒素原子価スピン量子ビットの室温での高忠実度制御
• Authors: Hyma H. Vallabhapurapu, Ingvild Hansen, Chris Adambukulam, Rainer Stohr, Andrej Denisenko, Chih Hwan Yang, and Arne Laucht
• Abstract要約: 本稿では,SMARTプロトコルを連続的な保護のために実装して,フォールトトレラントスキームと互換性のあるクリフォードゲート忠実性を実現する方法について述べる。 平均クリフォードゲート忠実度は、素量子ビットに対して0.940pm0.005$から、SMART量子ビットに対して0.993pm0.002$に改善され、窒素核スピンはランダムな向きに改善された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: A practical implementation of a quantum computer requires robust qubits that are protected against their noisy environment. Dynamical decoupling techniques have been successfully used in the past to offer protected high-fidelity gate operations in negatively-charged Nitrogen-Vacancy (NV-) centers in diamond, albeit under specific conditions with the intrinsic nitrogen nuclear spin initialised. In this work, we show how the SMART protocol, an extension of the dressed-qubit concept, can be implemented for continuous protection to offer Clifford gate fidelities compatible with fault-tolerant schemes, whilst prolonging the coherence time of a single NV- qubit at room temperature. We show an improvement in the average Clifford gate fidelity from $0.940\pm0.005$ for the bare qubit to $0.993\pm0.002$ for the SMART qubit, with the nitrogen nuclear spin in a random orientation. We further show a $\gtrsim$ 30 times improvement in the qubit coherence times compared to the bare qubit.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピュータの実用的な実装には、雑音の多い環境から保護される堅牢な量子ビットが必要である。 動的デカップリング技術は、固有の窒素核スピン初期化を伴う特定の条件下では、ダイヤモンドの負電荷窒素空孔(nv-)中心において保護された高忠実度ゲート操作を提供するために過去に成功している。 本研究では, 室温での単一NV-量子ビットのコヒーレンス時間を延長しつつ, 耐故障性に適合するクリフォードゲート忠実度を提供するために, 仮装量子ビットの概念の拡張であるSMARTプロトコルをどのように実装するかを示す。 平均クリフォードゲート忠実度は、素量子ビットが0.940\pm0.005$から、SMART量子ビットが0.993\pm0.002$に改善され、窒素原子核スピンがランダムな向きになる。 さらに,キュービットのコヒーレンス時間に対する$\gtrsim$30倍の改善を示す。

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