論文の概要: High-fidelity two-qubit gates of hybrid superconducting-semiconducting singlet-triplet qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.05086v2
• Date: Thu, 15 Feb 2024 12:25:52 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-17 00:12:08.341162
• Title: High-fidelity two-qubit gates of hybrid superconducting-semiconducting singlet-triplet qubits
• Title（参考訳）: 超伝導半導体singlet-triplet qubitsの高忠実性2量子ビットゲート
• Authors: Maria Spethmann, Stefano Bosco, Andrea Hofmann, Jelena Klinovaja, Daniel Loss
• Abstract要約: 超伝導体は量子ドットの自由度の間の長距離相互作用を誘導する。 この異方性は可変であり、シングルトリップ(ST)スピンキュービット間の高速かつ高忠実な2ビットゲートを可能にする。 我々の設計は、量子情報の非計算状態へのリークに無害である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Hybrid systems comprising superconducting and semiconducting materials are promising architectures for quantum computing. Superconductors induce long-range interactions between the spin degrees of freedom of semiconducting quantum dots. These interactions are widely anisotropic when the semiconductor material has strong spin-orbit interactions. We show that this anisotropy is tunable and enables fast and high-fidelity two-qubit gates between singlet-triplet (ST) spin qubits. Our design is immune to leakage of the quantum information into noncomputational states and removes always-on interactions between the qubits, thus resolving key open challenges for these architectures. Our ST qubits do not require additional technologically demanding components nor fine-tuning of parameters. They operate at low magnetic fields of a few millitesla and are fully compatible with superconductors. By suppressing systematic errors in realistic devices, we estimate infidelities below $10^{-3}$, which could pave the way toward large-scale hybrid superconducting-semiconducting quantum processors.
• Abstract（参考訳）: 超伝導材料と半導体材料からなるハイブリッドシステムは量子コンピューティングにとって有望なアーキテクチャである。 超伝導体は、半導体量子ドットの自由度の間の長距離相互作用を誘導する。 これらの相互作用は、半導体材料が強いスピン軌道相互作用を持つときに広く異方性を持つ。 この異方性は可変であり、シングルトリップ(ST)スピンキュービット間の高速かつ高忠実な2ビットゲートを可能にする。 我々の設計は量子情報の非計算状態への漏洩を免れ、量子ビット間の常にオンな相互作用を取り除き、これらのアーキテクチャの重要なオープン課題を解決します。 我々のST量子ビットは、追加の技術要求コンポーネントやパラメータの微調整を必要としない。 数ミリテラの低磁場で動作し、超伝導体と完全に互換性がある。 現実的なデバイスにおける系統的誤差を抑えることで、大規模ハイブリッド超伝導半導体量子プロセッサへの道を開くことができる10-3$以下の不完全性を推定する。

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