論文の概要: Real-time two-axis control of a spin qubit
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.02012v2
- Date: Mon, 26 Feb 2024 17:39:08 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-28 22:39:44.818524
- Title: Real-time two-axis control of a spin qubit
- Title（参考訳）: スピン量子ビットのリアルタイム2軸制御
- Authors: Fabrizio Berritta, Torbj{\o}rn Rasmussen, Jan A. Krzywda, Joost van
der Heijden, Federico Fedele, Saeed Fallahi, Geoffrey C. Gardner, Michael J.
Manfra, Evert van Nieuwenburg, Jeroen Danon, Anasua Chatterjee and Ferdinand
Kuemmeth
- Abstract要約: 2つの変動するハミルトンパラメータを持つ2電子一重項量子ビットのリアルタイム制御プロトコルを実証する。
場のプログラム可能なゲートアレイ(FPGA)によって駆動される量子制御エレクトロニクスは、2つの電子間のオーバーハウザー場勾配をリアルタイムで推定する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 23.355961895855337
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
- Abstract: Optimal control of qubits requires the ability to adapt continuously to their
ever-changing environment. We demonstrate a real-time control protocol for a
two-electron singlet-triplet qubit with two fluctuating Hamiltonian parameters.
Our approach leverages single-shot readout classification and dynamic waveform
generation, allowing full Hamiltonian estimation to dynamically stabilize and
optimize the qubit performance. Powered by a field-programmable gate array
(FPGA), the quantum control electronics estimates the Overhauser field gradient
between the two electrons in real time, enabling controlled Overhauser-driven
spin rotations and thus bypassing the need for micromagnets or nuclear
polarization protocols. It also estimates the exchange interaction between the
two electrons and adjusts their detuning, resulting in extended coherence of
Hadamard rotations when correcting for fluctuations of both qubit axes. Our
study emphasizes the critical role of feedback in enhancing the performance and
stability of quantum devices affected by quasistatic noise. Feedback will play
an essential role in improving performance in various qubit implementations
that go beyond spin qubits, helping realize the full potential of quantum
devices for quantum technology applications.
- Abstract（参考訳）: 量子ビットの最適制御には、継続的に変化する環境に適応する能力が必要である。
2つの変動するハミルトンパラメータを持つ2電子一重項量子ビットのリアルタイム制御プロトコルを実証する。
本手法はシングルショット読み出し分類と動的波形生成を活用し,フルハミルトン推定により量子ビット性能の動的安定化と最適化を実現する。
fpga(field-programmable gate array)により、量子制御エレクトロニクスは2つの電子間のオーバーハウザー磁場勾配をリアルタイムで推定し、オーバーハウザー駆動のスピン回転を制御することができ、マイクロマグネットや核偏光プロトコルの必要性を回避できる。
また、2つの電子間の交換相互作用を推定し、デチューニングを調整することで、両方のクビット軸のゆらぎを補正する際にアダマール回転が拡張される。
本研究は、量子デバイスの性能と安定性を高める上でのフィードバックの重要性を強調した。
フィードバックは、スピン量子ビットを超えた様々な量子ビット実装のパフォーマンスを改善する上で重要な役割を果たす。
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