論文の概要: Modular nanomagnet design for spin qubits confined in a linear chain

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.11612v1
• Date: Thu, 22 Dec 2022 11:17:32 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-09 06:04:46.287649
• Title: Modular nanomagnet design for spin qubits confined in a linear chain
• Title（参考訳）: 線形鎖に閉じ込められたスピン量子ビットのモジュラーナノ磁石設計
• Authors: Michele Aldeghi and Rolf Allenspach and Gian Salis
• Abstract要約: 線形鎖に配置されたスピン量子ビットを駆動する設計を提案する。 ナノマグネットは、量子ビット鎖の片側に横向きに配置され、ナノマグネットは2つの量子ビットに1つずつ配置される。 縦方向および横方向のフィールドコンポーネントは、アドレス可能性および駆動フィールドとして機能する。
• 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: On-chip micromagnets enable electrically controlled quantum gates on electron spin qubits. Extending the concept to a large number of qubits is challenging in terms of providing large enough driving gradients and individual addressability. Here we present a design aimed at driving spin qubits arranged in a linear chain and strongly confined in directions lateral to the chain. Nanomagnets are placed laterally to one side of the qubit chain, one nanomagnet per two qubits. The individual magnets are "U"-shaped, such that the magnetic shape anisotropy orients the magnetization alternately towards and against the qubit chain even if an external magnetic field is applied along the qubit chain. The longitudinal and transversal stray field components serve as addressability and driving fields. Using micromagnetic simulations we calculate driving and dephasing rates and the corresponding qubit quality factor. The concept is validated with spin-polarized scanning electron microscopy of Fe nanomagnets fabricated on silicon substrates, finding excellent agreement with micromagnetic simulations. Several features required for a scalable spin qubit design are met in our approach: strong driving and weak dephasing gradients, reduced crosstalk and operation at low external magnetic field.
• Abstract（参考訳）: オンチップマイクロマグネットは電子スピン量子ビット上で電気的に制御された量子ゲートを可能にする。 この概念を多数の量子ビットに拡張することは、十分な駆動勾配と個々のアドレナビリティを提供するという点で困難である。 本稿では,線形鎖に配置したスピン量子ビットを,鎖の横方向に強く拘束する設計について述べる。 ナノマグネットはキュービットチェーンの片側に横に配置され、2キュービットごとに1ナノマグネットが配置される。 個々の磁石はU字型であり、外磁場がクビット鎖に沿って印加された場合でも、磁気形状異方性はクビット鎖に対して交互に磁化を配向させる。 縦方向および横方向のストライフィールドコンポーネントは、アドレナビリティおよび駆動フィールドとして機能する。 マイクロ磁気シミュレーションを用いて, 駆動・デファスメント速度と対応する量子ビット品質係数を計算する。 この概念は、シリコン基板上に作製されたFeナノマグネットのスピン偏極走査電子顕微鏡で検証され、マイクロ磁気シミュレーションとよく一致している。 スケーラブルなスピン量子ビット設計に必要ないくつかの特徴は、強い駆動と弱い強調勾配、クロストークの低減、低い外部磁場での動作である。

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