論文の概要: Hotter is easier: unexpected temperature dependence of spin qubit frequencies

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.12984v2
• Date: Fri, 28 Apr 2023 08:47:20 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-01 16:23:52.231093
• Title: Hotter is easier: unexpected temperature dependence of spin qubit frequencies
• Title（参考訳）: ホッターは簡単:スピン量子ビット周波数の予期せぬ温度依存性
• Authors: Brennan Undseth, Oriol Pietx-Casas, Eline Raymenants, Mohammad Mehmandoost, Mateusz T. M\k{a}dzik, Stephan G.J. Philips, Sander L. de Snoo, David J. Michalak, Sergey V. Amitonov, Larysa Tryputen, Brian Paquelet Wuetz, Viviana Fezzi, Davide Degli Esposti, Amir Sammak, Giordano Scappucci, Lieven M. K. Vandersypen
• Abstract要約: 最近の実験ではマイクロ波キュービット駆動に伴う過度な過渡的キュービット周波数シフトが強調されている。 混合室温度とスピンラーモア周波数との驚くべき非単調な関係を報告した。 この装置を200mKで故意に動作させることは、キュービットコヒーレンスや単一キュービット忠実度ベンチマークを損なうことなく、有害な加熱効果を著しく抑制することを発見した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: As spin-based quantum processors grow in size and complexity, maintaining high fidelities and minimizing crosstalk will be essential for the successful implementation of quantum algorithms and error-correction protocols. In particular, recent experiments have highlighted pernicious transient qubit frequency shifts associated with microwave qubit driving. Workarounds for small devices, including prepulsing with an off-resonant microwave burst to bring a device to a steady-state, wait times prior to measurement, and qubit-specific calibrations all bode ill for device scalability. Here, we make substantial progress in understanding and overcoming this effect. We report a surprising non-monotonic relation between mixing chamber temperature and spin Larmor frequency which is consistent with observed frequency shifts induced by microwave and baseband control signals. We find that purposefully operating the device at 200 mK greatly suppresses the adverse heating effect while not compromising qubit coherence or single-qubit fidelity benchmarks. Furthermore, systematic non-Markovian crosstalk is greatly reduced. Our results provide a straightforward means of improving the quality of multi-spin control while simplifying calibration procedures for future spin-based quantum processors.
• Abstract（参考訳）: スピンベースの量子プロセッサのサイズと複雑さが大きくなるにつれて、高いフィダリティの維持とクロストークの最小化が量子アルゴリズムと誤り訂正プロトコルの実装の成功に不可欠となる。 特に最近の実験では、マイクロ波キュービット駆動に伴う過度な過渡的キュービット周波数シフトが強調されている。 オフ共振マイクロ波バーストをプリパルスしてデバイスを定常状態にし、測定に先立って待ち時間、キュービット固有のキャリブレーションなど、小さなデバイスに対する回避策は、デバイススケーラビリティに悪影響を及ぼす。 ここでは、この効果を理解し、克服する上で大きな進歩を遂げます。 マイクロ波とベースバンドの制御信号による観測周波数シフトと一致した混合室温度とスピンラーモア周波数の驚くべき非単調関係について報告する。 この装置を200mKで故意に動作させることは、キュービットコヒーレンスや単一キュービット忠実度ベンチマークを損なうことなく、有害な加熱効果を著しく抑制することを発見した。 さらに、系統的非マルコフクロストークは大幅に削減される。 本結果は,将来のスピンベース量子プロセッサのキャリブレーション手順を簡素化しつつ,マルチスピン制御の品質を向上させるための簡単な手段を提供する。

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