論文の概要: Consistency of high-fidelity two-qubit operations in silicon
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.04090v2
- Date: Mon, 4 Sep 2023 00:39:13 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-09-07 06:26:52.934828
- Title: Consistency 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ビット動作の整合性
- 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: 固体プラットフォームは、物質による量子ビット間の性能の変動のため、特に不整合に晒されている。
ここでは、スピン量子ビットに対するこの一貫性を定量化し、その物理的起源に結び付ける。
我々は,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量子ゲートの持続的かつ繰り返し動作を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.24218340586690676
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The consistency of entangling operations between qubits is essential for the
performance of multi-qubit systems, and is a crucial factor in achieving
fault-tolerant quantum processors. Solid-state platforms are particularly
exposed to inconsistency due to the materials-induced variability of
performance between qubits and the instability of gate fidelities over time.
Here we quantify this consistency for spin qubits, tying it to its physical
origins, while demonstrating sustained and repeatable 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 these operations by analysing errors and fidelities
in multiple devices through numerous trials and extended periods of operation.
Adopting three different characterisation methods, we measure entangling gate
fidelities ranging from 96.8% to 99.8%. 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）: 量子ビット間のエンタングリング操作の一貫性は、マルチキュービットシステムの性能に不可欠であり、フォールトトレラントな量子プロセッサを実現する上で重要な要素である。
固体プラットフォームは、クォービット間の性能の材料依存性と時間経過に伴うゲートフィラリティの不安定性により、特に不整合に晒される。
ここでは、スピン量子ビットのこの一貫性を定量化し、その物理的起源に結び付けるとともに、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量子ビットゲートの持続的かつ繰り返し動作を示す。
我々は,複数機器のエラーやフィディリティを多数の試行と運用期間を通して解析することにより,これらの動作の安定性に関する詳細な研究を行う。
3つの異なるキャラクタリゼーション手法を用いて,96.8%から99.8%までの密閉ゲート形状を測定する。
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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