論文の概要: Cavity-mediated entanglement of parametrically driven spin qubits via sidebands

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.06067v1
• Date: Wed, 12 Jul 2023 10:35:43 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-07-13 13:32:10.577107
• Title: Cavity-mediated entanglement of parametrically driven spin qubits via sidebands
• Title（参考訳）: サイドバンドによるパラメトリック駆動スピン量子ビットのキャビティによる絡み合い
• Authors: V. Srinivasa, J. M. Taylor, J. R. Petta
• Abstract要約: 超伝導キャビティ内のマイクロ波光子を介して相互作用する量子ドットベースのスピン量子ビットの対を考えるとともに、別の外部電場によってパラメトリックに駆動される。 駆動フィールドを介して発生するサイドバンドは、c制御のみを用いて、高度に調整可能なqubit-qubitの絡み合いを実現できることを示す。
• 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: We consider a pair of quantum dot-based spin qubits that interact via microwave photons in a superconducting cavity, and that are also parametrically driven by separate external electric fields. For this system, we formulate a model for spin qubit entanglement in the presence of mutually off-resonant qubit and cavity frequencies. We show that the sidebands generated via the driving fields enable highly tunable qubit-qubit entanglement using only ac control and without requiring the qubit and cavity frequencies to be tuned into simultaneous resonance. The model we derive can be mapped to a variety of qubit types, including detuning-driven one-electron spin qubits in double quantum dots and three-electron resonant exchange qubits in triple quantum dots. The high degree of nonlinearity inherent in spin qubits renders these systems particularly favorable for parametric drive-activated entanglement. We determine multiple common resonance conditions for the two driven qubits and the cavity and identify experimentally relevant parameter regimes that enable the implementation of entangling gates with suppressed sensitivity to cavity photon occupation and decay. The parametrically driven sideband resonance approach we describe provides a promising route toward scalability and modularity in spin-based quantum information processing through drive-enabled tunability that can also be implemented in micromagnet-free electron and hole systems for spin-photon coupling.
• Abstract（参考訳）: 量子ドットベースのスピン量子ビットは、超伝導空洞内のマイクロ波光子を介して相互作用し、また外部の電界によってパラメトリックに駆動される。 本システムでは,共振量子ビットとキャビティ周波数の共振の存在下でスピン量子ビットの絡み合いのモデルを定式化する。 駆動フィールドを介して発生するサイドバンドは、c制御のみを使用し、同時に共振するクビット周波数とキャビティ周波数を調整することなく、高度に調整可能なqubit-qubit絡み合わせを可能にすることを示す。 我々が導出するモデルは、二重量子ドットにおけるデチューン駆動の1電子スピン量子ビットや三重量子ドットにおける3電子共振交換量子ビットなど、様々な量子ビットタイプにマッピングできる。 スピン量子ビットに内在する高次非線形性は、パラメトリック駆動による絡み合いに特に有利である。 2つの駆動量子ビットと共振器の共振条件を複数決定し,共振器の光子占有や崩壊に対する感度を抑えるエンタングリングゲートの実装を可能にする実験的なパラメータ機構を同定する。 パラメトリック駆動型サイドバンド共振方式は、スピン光子カップリングのためのマイクロマグネットレス電子およびホールシステムにも実装可能な、駆動可能なチューニング性を通じて、スピンベースの量子情報処理におけるスケーラビリティとモジュラリティへの有望な経路を提供する。

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