論文の概要: The SpinBus Architecture: Scaling Spin Qubits with Electron Shuttling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2306.16348v1
• Date: Wed, 28 Jun 2023 16:24:11 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-29 13:37:08.816325
• Title: The SpinBus Architecture: Scaling Spin Qubits with Electron Shuttling
• Title（参考訳）: SpinBusアーキテクチャ - 電子シャットリングによるスピン量子のスケーリング
• Authors: Matthias K\"unne, Alexander Willmes, Max Oberl\"ander, Christian Gorjaew, Julian D. Teske, Harsh Bhardwaj, Max Beer, Eugen Kammerloher, Ren\'e Otten, Inga Seidler, Ran Xue, Lars R. Schreiber and Hendrik Bluhm
• Abstract要約: 本研究では、電子シャットリングを用いて量子ビットを接続し、低動作周波数と拡張量子ビットコヒーレンスを特徴とするSpinBusアーキテクチャを提案する。 室温計を用いた制御は、少なくとも144量子ビットを確実に支持できるが、もっと多くの数値が低温制御回路で認識できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 42.60602838972598
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum processor architectures must enable scaling to large qubit numbers while providing two-dimensional qubit connectivity and exquisite operation fidelities. For microwave-controlled semiconductor spin qubits, dense arrays have made considerable progress, but are still limited in size by wiring fan-out and exhibit significant crosstalk between qubits. To overcome these limitations, we introduce the SpinBus architecture, which uses electron shuttling to connect qubits and features low operating frequencies and enhanced qubit coherence. Device simulations for all relevant operations in the Si/SiGe platform validate the feasibility with established semiconductor patterning technology and operation fidelities exceeding 99.9 %. Control using room temperature instruments can plausibly support at least 144 qubits, but much larger numbers are conceivable with cryogenic control circuits. Building on the theoretical feasibility of high-fidelity spin-coherent electron shuttling as key enabling factor, the SpinBus architecture may be the basis for a spin-based quantum processor that meets the scalability requirements for practical quantum computing.
• Abstract（参考訳）: 量子プロセッサアーキテクチャは、2次元の量子ビット接続と必要な操作能力を提供しながら、大きな量子ビット数へのスケーリングを可能にする必要がある。 マイクロ波制御された半導体スピン量子ビットでは、密度の強いアレイがかなりの進歩を遂げているが、配線ファンアウトによりサイズが制限され、クォービット間のクロストークが顕著である。 これらの制約を克服するために、電子シャットリングを用いてキュービットを接続し、低動作周波数と拡張キュービットコヒーレンスを特徴とするSpinBusアーキテクチャを導入する。 Si/SiGeプラットフォームにおける全ての関連する操作のデバイスシミュレーションは、確立された半導体パターン技術と99.9%以上の動作フィデリティによる実現可能性を検証する。 室温計を用いた制御は、少なくとも144量子ビットを確実に支持できるが、もっと多くの数値が低温制御回路で認識できる。 高忠実度スピンコヒーレント電子遮断の理論的実現可能性に基づいて、スピンバスアーキテクチャは実用的な量子コンピューティングのスケーラビリティ要件を満たすスピンベースの量子プロセッサの基礎となるかもしれない。

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