論文の概要: Improved Single-Shot Qubit Readout Using Twin RF-SET Charge Correlations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.07724v1
• Date: Sat, 15 Jul 2023 06:21:27 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-07-18 18:20:15.937470
• Title: Improved Single-Shot Qubit Readout Using Twin RF-SET Charge Correlations
• Title（参考訳）: 2つのRF-SET電荷相関を用いたシングルショットビット読み出しの改善
• Authors: Santiago Serrano, MengKe Feng, Wee Han Lim, Amanda E. Seedhouse, Tuomo Tanttu, Will Gilbert, Christopher C. Escott, Nikolay V. Abrosimov, Hans-Joachim Pohl, Michael L. W. Thewalt, Fay E. Hudson, Andre Saraiva, Andrew S. Dzurak, Arne Laucht
• Abstract要約: 一対の単電子トランジスタ間の相関を増幅することにより、線形SiMOS 4ドットアレイの読み出し精度を向上させる技術を提案する。 電荷遷移を経るドットデチューニングを変調する2つのSETトレースを記録・関連付けることにより、従来の読み出し法と比較して1桁以上の電荷の読み出し不忠実度を減少させることを示した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5444103627576097
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: High fidelity qubit readout is critical in order to obtain the thresholds needed to implement quantum error correction protocols and achieve fault-tolerant quantum computing. Large-scale silicon qubit devices will have densely-packed arrays of quantum dots with multiple charge sensors that are, on average, farther away from the quantum dots, entailing a reduction in readout fidelities. Here, we present a readout technique that enhances the readout fidelity in a linear SiMOS 4-dot array by amplifying correlations between a pair of single-electron transistors, known as a twin SET. By recording and subsequently correlating the twin SET traces as we modulate the dot detuning across a charge transition, we demonstrate a reduction in the charge readout infidelity by over one order of magnitude compared to traditional readout methods. We also study the spin-to-charge conversion errors introduced by the modulation technique, and conclude that faster modulation frequencies avoid relaxation-induced errors without introducing significant spin flip errors, favouring the use of the technique at short integration times. This method not only allows for faster and higher fidelity qubit measurements, but it also enhances the signal corresponding to charge transitions that take place farther away from the sensors, enabling a way to circumvent the reduction in readout fidelities in large arrays of qubits.
• Abstract（参考訳）: 量子誤り訂正プロトコルを実装し、フォールトトレラントな量子コンピューティングを達成するために必要なしきい値を得るためには、高い忠実度量子ビットの読み出しが不可欠である。 大規模なシリコン量子ビットデバイスは、複数の電荷センサーを備えた高密度の量子ドットの配列を持ち、平均して量子ドットから遠く離れており、読み出しフィリティの低下を伴っている。 本稿では,一対の単電子トランジスタ(ツインSET)間の相関を増幅することにより,線形SiMOS 4ドットアレイの読み出し精度を向上させる読み出し手法を提案する。 電荷遷移を通じてドットのデチューニングを変調する双対集合トレースを記録・関連付けすることにより、従来の読み出し法と比較して電荷の読み出し不忠実度を1桁以上低減できることを実証する。 また、変調法によって導入されたスピン間変換誤差について検討し、高速な変調周波数はスピンフリップ誤差を伴わずに緩和誘起誤差を回避し、短い積分時間での使用を好んでいると結論付けた。 この方法は、高速で高密度の量子ビット測定を可能にするだけでなく、センサから遠く離れた場所で発生する電荷遷移に対応する信号も強化し、大規模な量子ビット配列における読み出しフィデリティの低減を回避することができる。

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