論文の概要: Assessing quantum dot SWAP gate fidelity using tensor network methods

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2307.15177v1
• Date: Thu, 27 Jul 2023 20:11:51 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-07-31 14:21:20.261547
• Title: Assessing quantum dot SWAP gate fidelity using tensor network methods
• Title（参考訳）: テンソルネットワーク法による量子ドットSWAPゲート忠実度の評価
• Authors: Jacob R. Taylor, Nathan L. Foulk, and Sankar Das Sarma
• Abstract要約: 20から100個の量子ドットスピン量子ビットからなるシステム上でのSWAP繰り返し動作の忠実度について検討する。 谷の州、谷の分断、スピンバレーのカップリング、ゼーマンの分断、クロストークが組み込まれています。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The SWAP gate facilitates the exchange of quantum states between qubits and is integral to quantum algorithms. We utilize advanced tensor network methods to explore the fidelity for repeated SWAP operations on a system comprising 20 to 100 quantum dot spin qubits. We incorporate valley states, valley splitting, spin-valley coupling, Zeeman splitting, and crosstalk. The fidelity of SWAP gates is largely unaffected by Zeeman splitting and valley splitting, except when these parameters come into resonance. In addition to confirming that fidelity is positively impacted by the larger exchange couplings $J_\text{SWAP}$ in terms of the residual exchange $J_0$ and that spin-valley coupling negatively impacts fidelity, we also show that for valley eigenstates, the fidelity remains independent of the valley phase, while for generic valley states some minor corrections arise. We also analyze the fidelity scaling for long qubit chains without valley effects, where crosstalk represents the only error source.
• Abstract（参考訳）: SWAPゲートは量子ビット間の量子状態の交換を促進し、量子アルゴリズムに不可欠なものである。 20から100個の量子ドットスピン量子ビットからなるシステムにおいて、繰り返しスワップ操作の忠実性を調べるために、高度なテンソルネットワーク手法を用いる。 谷の状態、谷分割、スピンバレー結合、ゼーマン分割、クロストークが組み込まれています。 SWAPゲートの忠実度は、これらのパラメータが共鳴する以外はゼーマン分割と谷分割の影響を受けない。 残留交換において、J_\text{SWAP}$が大きな交換結合によって正の影響を受けること、およびスピン-ヴァレー結合がフィリティに負の影響を与えることを確認することに加えて、バレー固有状態に対しては、そのフィデリティがバレー相から独立であり、ジェネリックバレーではいくつかの小さな補正が生じることを示す。 また、クロストークが唯一のエラー源となる谷効果のない長いクビット鎖の忠実度スケーリングも解析する。

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