論文の概要: A realizable time crystal of four silicon quantum dot qubits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.13649v1
- Date: Tue, 27 Sep 2022 19:24:57 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-01-25 00:12:12.927914
- Title: A realizable time crystal of four silicon quantum dot qubits
- Title（参考訳）: 4つのシリコン量子ドット量子ビットの実現可能な時間結晶
- Authors: Nathan L. Foulk and Sankar Das Sarma
- Abstract要約: 量子フロケマターの可能な実現は、量子ドットに基づく現代のシリコンスピン量子ビット内にあることを実証する。
これはスピン量子ビットが他の量子ビットアーキテクチャよりもサイズと制御の点で遅れていることを考えると重要である。
交換相互作用をIsingモデルに変換するための長パルス持続時間の影響とパルスシーケンスの有効性について論じる。
- 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: We demonstrate that exciting possible realizations of quantum Floquet matter
are within reach for modern silicon spin qubits based in quantum dots, most
notably the discrete time crystal (DTC). This is significant given that spin
qubits have fallen behind other qubit architectures in terms of size and
control. However, silicon spin qubits are especially well suited to this task,
as the charge noise that usually foils gate operations can now be leveraged as
an asset in this time crystal realization. We illustrate differences between
prethermal phenomena and true time-crystalline spatiotemporal order. We
demonstrate that even for a spin chain of four qubits, rich phase structures
can be established by observing signatures of the discrete time crystal and the
Floquet symmetry-protected topological phase (FSPT), both distinct from the
thermal phase. We also analyze the persistence of these signatures at longer
chain lengths, showing that the DTC lifetime grows exponentially with the
system length, and that these signatures may even be detectable for chains as
small as three qubits. We also discuss the effects of longer pulse durations
and the effectiveness of pulse sequences for converting the exchange
interaction to an Ising model. Our theoretical predictions are well-suited for
immediate experimental implementations using currently existing quantum dot
spin qubit systems.
- Abstract（参考訳）: 量子フロケ物質の励起可能な実現は、量子ドットに基づく現代のシリコンスピン量子ビット(特に離散時間結晶(DTC))の到達範囲内であることを示す。
これはスピン量子ビットが他の量子ビットアーキテクチャよりもサイズと制御の点で遅れていることを考えると重要である。
しかし、シリコンスピン量子ビットはこのタスクに特に適しており、通常はホイルズゲート演算を行う電荷ノイズはこの時間結晶の実現において資産として利用することができる。
熱前現象と真の時間結晶時空間秩序の差異を説明する。
4量子ビットのスピン鎖であっても、離散時間結晶とフロッケ対称性を保護した位相相(fspt)のシグネチャを観測することでリッチな位相構造が確立できることを実証する。
また、これらのシグネチャの長鎖長の持続性を解析し、DTC寿命がシステム長とともに指数関数的に増加し、これらのシグネチャが3量子ビットの鎖でも検出可能であることを示した。
また、より長いパルス持続時間の影響と、交換相互作用をイジングモデルに変換するためのパルスシーケンスの有効性についても論じる。
我々の理論的予測は、既存の量子ドットスピン量子ビットシステムを用いた直接実験の実装に適している。
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