論文の概要: Effects of Temperature Fluctuations on Charge Noise in Quantum Dot
Qubits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.14515v1
- Date: Tue, 23 May 2023 20:45:07 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-25 23:37:37.264261
- Title: Effects of Temperature Fluctuations on Charge Noise in Quantum Dot
Qubits
- Title（参考訳）: 量子ドット量子ビットの電荷雑音に及ぼす温度変動の影響
- Authors: Dan Mickelsen, Herve M. Carruzzo, Susan N. Coppersmith and Clare C. Yu
- Abstract要約: シリコン量子ドット量子ビットは、非常に有望であるが、1/アルファスペクトルの電荷ノイズに悩まされている。
1/falpha$スペクトルの1/falpha lesssim 1を低周波まで下げた場合、温度変動の持続時間は、そのノイズが測定される最低周波の逆数と同等でなければならない。
2DEGサブバスにおける温度変動は、量子ドットにおける1/f様電荷ノイズの実験的な測定と整合する非物理的に長い時間を必要とすると結論付けた。
- 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: Silicon quantum dot qubits show great promise but suffer from charge noise
with a 1/f^\alpha spectrum, where f is frequency and \alpha \lesssim 1. It has
recently been proposed that 1/f^\alpha noise spectra can emerge from a few
thermally activated two-level fluctuators in the presence of sub-bath
temperature fluctuations associated with a two-dimensional electron gas
(2DEG)~\cite{Ahn2021}. We investigate this proposal by doing Monte Carlo
simulations of a single Ising spin in a bath with a fluctuating temperature. We
find that to obtain noise with a $1/f^\alpha$ spectrum with $alpha \lesssim 1
down to low frequencies, the duration of temperature fluctuations must be
comparable to the inverse of the lowest frequency at which the noise is
measured. This result is consistent with an analytic calculation in which the
fluctuator is a two-state system with dynamics governed by time-dependent
switching rates. In this case we find that the noise spectrum follows a
Lorentzian at frequencies lower than the inverse of the average duration of the
lowest switching rate. We then estimate relaxation times of thermal
fluctuations by considering thermal diffusion in an electron gas in a confined
geometry. We conclude that temperature fluctuations in a 2DEG sub-bath would
require an unphysically long duration to be consistent with experimental
measurements of 1/f-like charge noise in quantum dots at frequencies extending
well below 1 Hz.
- Abstract（参考訳）: シリコン量子ドット量子ビットは有望だが、1/f^\alphaスペクトルの電荷ノイズに苦しんでおり、fは周波数で \alpha \lesssim 1である。
近年, 2次元電子ガス(2deg)~\cite{ahn2021}に関連するサブバス温度ゆらぎが存在する場合, 1/f^\alpha雑音スペクトルがいくつかの熱活性化2レベル揺らぎから生じることが提案されている。
本研究では, モンテカルロ法を用いて, 変動温度の入浴中における単一イジングスピンのシミュレーションを行った。
1/f^\alpha$スペクトルと$alpha \lesssim 1を低周波まで下げた場合、温度変動の持続時間は、その雑音を測定する最低周波の逆数と同等でなければならない。
この結果は、変動器が時間依存のスイッチングレートによって制御される2状態系である解析計算と一致する。
この場合、ノイズスペクトルは、最低切替レートの平均持続時間の平均の逆数よりも低い周波数でローレンツ関数に従うことが分かる。
次に, 電子ガスの熱拡散を限定幾何学で考慮し, 熱ゆらぎの緩和時間を推定する。
2DEGサブバスにおける温度変動は、1Hz以下の周波数の量子ドットにおける1/fライクな電荷ノイズの実験的測定と整合するために、非物理的に長い時間を要すると結論付けた。
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