論文の概要: Longitudinal coupling between electrically driven spin-qubits and a resonator

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2301.10163v2
• Date: Fri, 9 Aug 2024 21:35:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-08-14 01:29:38.967974
• Title: Longitudinal coupling between electrically driven spin-qubits and a resonator
• Title（参考訳）: 電気駆動型スピン量子ビットと共振器の縦方向結合
• Authors: Sarath Prem, Pei-Xin Shen, Marcin M. Wysokiński, Mircea Trif,
• Abstract要約: 電磁界によって周期的に駆動されマイクロ波共振器に結合されるゼロ磁場における量子ドットに閉じ込められたスピン量子ビットについて検討する。 Floquetスピンキュービットと共振器との間の横方向結合と縦方向結合は、駆動周波数を変化させることで選択的に活性化できる。
• 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: At the core of the success of semiconducting spin qubits is the ability to manipulate them electrically, enabled by the spin-orbit interactions. However, most implementations require external magnetic fields to define the spin qubit, which in turn activate various charge-noise mechanisms. Here we study spin qubits confined in quantum dots at zero magnetic fields that are driven periodically by electrical fields and are coupled to a microwave resonator. Using Floquet theory, we identify a well-defined Floquet spin-qubit originating from the lowest degenerate spin states in the absence of driving. We find both transverse and longitudinal couplings between the Floquet spin qubit and the resonator, which can be selectively activated by modifying the driving frequency. We show how these couplings can facilitate fast qubit readout and the implementation of a two-qubit CPHASE gate. Finally, we use adiabatic perturbation theory to demonstrate that the spin-photon couplings originate from the non-Abelian geometry of states endowed by the spin-orbit interactions, rendering these findings general and applicable to a wide range of solid-state spin qubits.
• Abstract（参考訳）: 半伝導性スピン量子ビットの成功の核心は、スピン-軌道相互作用によって、それらを電気的に操作する能力である。 しかし、ほとんどの実装ではスピン量子ビットを定義するために外部磁場を必要とするため、様々な電荷ノイズ機構が活性化される。 ここでは、電場によって周期的に駆動されマイクロ波共振器に結合されるゼロ磁場における量子ドットに閉じ込められたスピン量子ビットについて検討する。 フロケ理論を用いて、運転のない最低縮退スピン状態から導かれるよく定義されたフロケスピン量子ビットを同定する。 Floquetスピンキュービットと共振器との間の横方向結合と縦方向結合は、駆動周波数を変化させることで選択的に活性化できる。 これらの結合によって高速な量子ビット読み出しと2量子CPHASEゲートの実装が容易になることを示す。 最後に、スピン-光子結合はスピン-軌道相互作用によって与えられる状態の非アベリア幾何学に由来することを実証するために断熱摂動理論を用い、これらの知見を一般化し、幅広い固体スピン量子ビットに適用できることを示した。

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