論文の概要: Stability of high-fidelity two-qubit operations in silicon
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.04090v1
- Date: Tue, 7 Mar 2023 17:50:32 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-08 14:28:25.663063
- Title: Stability of high-fidelity two-qubit operations in silicon
- Title（参考訳）: シリコンにおける高忠実度2ビット動作の安定性
- Authors: Tuomo Tanttu, Wee Han Lim, Jonathan Y. Huang, Nard Dumoulin Stuyck,
Will Gilbert, Rocky Y. Su, MengKe Feng, Jesus D. Cifuentes, Amanda E.
Seedhouse, Stefan K. Seritan, Corey I. Ostrove, Kenneth M. Rudinger, Ross C.
C. Leon, Wister Huang, Christopher C. Escott, Kohei M. Itoh, Nikolay V.
Abrosimov, Hans-Joachim Pohl, Michael L. W. Thewalt, Fay E. Hudson, Robin
Blume-Kohout, Stephen D. Bartlett, Andrea Morello, Arne Laucht, Chih Hwan
Yang, Andre Saraiva, Andrew S. Dzurak
- Abstract要約: 技術的に重要なシリコン金属酸化物半導体(SiMOS)量子ドットプラットフォームにおいて,99%以上の忠実度を持つ2量子ゲートの最初の動作を示す。
本手法は96.8%から99.8%の範囲の忠実度を示す。
これらの結果は、スピンベースの量子ビットをフルスケールの量子プロセッサにスケールアップする能力と課題の両方を強調している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.45207569095155925
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Stable entangling operations between qubits are essential for the efficient
performance of multi-qubit systems and will be a crucial factor in avoiding
errors in full-scale quantum processors. Recent demonstrations on a number of
different silicon spin qubit platforms have indicated promising two-qubit gate
fidelities at the threshold required for quantum error correction, with errors
below around one percent, however, further understanding of the stability of
such fidelities is required to assess the true prospects for fault-tolerant
quantum computing. Here we demonstrate the first operation of two-qubit gates
with fidelities above 99% in the technologically important silicon
metal-oxide-semiconductor (SiMOS) quantum dot platform. We undertake a detailed
study of the stability of two-qubit operations in silicon, as required for
scalable quantum computing, by analyzing errors and fidelities in multiple
devices through numerous trials and Extended periods of operation. Our
characterisation methods indicate fidelities ranging from 96.8% to 99.8% ,
putting these qubits at the threshold required for error correction. Our
analysis tools also identify physical causes of qubit degradation and offer
ways to maintain performance within tolerance. Furthermore, we investigate the
impact of qubit design, feedback systems, and robust gates on implementing
scalable, high-fidelity control strategies. These results highlight both the
capabilities and challenges for the scaling up of spin-based qubits into
full-scale quantum processors.
- Abstract（参考訳）: 量子ビット間の安定なエンタングリング操作は、マルチキュービットシステムの効率的な性能に不可欠であり、フルスケールの量子プロセッサのエラーを回避する上で重要な要素となる。
様々なシリコンスピン量子ビットプラットフォームでの最近の実証では、量子誤差補正に必要なしきい値に2量子ビットゲートのフィデリティを約束していることが示されているが、フォールトトレラント量子コンピューティングの真の可能性を評価するには、そのようなフィデリティの安定性のさらなる理解が必要である。
ここでは、シリコン金属酸化物半導体(SiMOS)量子ドットプラットフォームにおいて、99%以上の忠実度を持つ2量子ゲートの最初の動作を示す。
スケーラブルな量子コンピューティングに必要なシリコンにおける2量子ビット動作の安定性について,複数のデバイスにおけるエラーやフィディティを,多数の試行と長時間の運用を通じて解析し,詳細な研究を行った。
特徴化手法は96.8%から99.8%の範囲のフィディティを示し,これらのクビットを誤差補正に必要なしきい値とした。
私たちの分析ツールは、キュービット劣化の物理的原因を特定し、許容範囲内でパフォーマンスを維持する方法も提供します。
さらに,qubit設計,フィードバックシステム,ロバストゲートがスケーラブルで高忠実な制御戦略の実装に与える影響について検討する。
これらの結果は、スピンベースの量子ビットをフルスケールの量子プロセッサにスケールアップする能力と課題の両方を強調している。
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