論文の概要: Long-distance photon-mediated and short-distance entangling gates in
three-qubit quantum dot spin systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.13523v1
- Date: Tue, 25 Jul 2023 14:15:55 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-07-26 16:45:51.579556
- Title: Long-distance photon-mediated and short-distance entangling gates in
three-qubit quantum dot spin systems
- Title（参考訳）: 3量子量子ドットスピン系における長距離光子媒介及び短距離エンタングルゲート
- Authors: Nooshin M. Estakhri, Ada Warren, Sophia E. Economou, Edwin Barnes
- Abstract要約: 超伝導マイクロ波共振器カップラは、モジュラー半導体量子ドット(QD)スピン量子ビットプロセッサにおいて不可欠なコンポーネントとなる。
2電子トリプルQD共振器と1電子二重QDを結合した2電子トリプルQD共振器である。
解析的手法と数値的な結果の組み合わせを用いて、3ビットの論理部分空間を記述する効果的なハミルトニアンを導出する。
- 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: Superconducting microwave resonator couplers will likely become an essential
component in modular semiconductor quantum dot (QD) spin qubit processors, as
they help alleviate cross-talk and wiring issues as the number of qubits
increases. Here, we focus on a three-qubit system composed of two modules: a
two-electron triple QD resonator-coupled to a single-electron double QD. Using
a combination of analytical techniques and numerical results, we derive an
effective Hamiltonian that describes the three-qubit logical subspace and show
that it accurately captures the dynamics of the system. We examine the
performance of short-range and long-range entangling gates, revealing the
effect of a spectator qubit in reducing the gate fidelities in both cases. We
further study the competition between non-adiabatic errors and
spectator-associated errors in short-range operations and quantify their
relative importance across practical parameter ranges for short and long gate
times. We also analyze the impact of charge noise together with residual
coupling to the spectator qubit on inter-module entangling gates and find that
for current experimental settings, leakage errors are the main source of
infidelities in these operations. Our results help pave the way toward
identifying optimal modular QD architectures for quantum information processing
on semiconductor chips.
- Abstract（参考訳）: 超伝導マイクロ波共振器結合器は、量子ビットの数が増加するにつれてクロストークや配線の問題を軽減するため、モジュラー半導体量子ドット(QD)スピン量子ビットプロセッサにおいて不可欠なコンポーネントとなる。
ここでは、2電子三重qd共振器と1電子二重qdを結合した2つのモジュールからなる3量子システムに焦点を当てる。
解析手法と数値結果の組み合わせを用いて, 3量子ビット論理部分空間を記述する効果的なハミルトニアンを導出し, システムのダイナミクスを正確に捉えることを示す。
短距離および長距離エンタングリングゲートの性能について検討し, 両症例におけるゲートフィダリティの低減に, スペクタキュービットが与える影響を明らかにする。
さらに, 近距離動作における非断熱誤差とオブザーバ関連誤差の競合について検討し, その相対的重要性を, 短期ゲート時間と長期ゲート時間で比較検討する。
また,モジュール間絡み込みゲートにおける観測器量子ビットへの残差結合とともに電荷ノイズの影響を解析し,現在の実験環境では漏洩誤差が主な不適合源であることを示す。
本研究は半導体チップ上での量子情報処理に最適なモジュラーqdアーキテクチャの同定に寄与する。
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