論文の概要: Fermionic quantum computation with Cooper pair splitters

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.00447v4
• Date: Wed, 5 Jun 2024 11:02:48 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-07 04:16:10.081058
• Title: Fermionic quantum computation with Cooper pair splitters
• Title（参考訳）: クーパー対スプリッターを用いたフェルミオン量子計算
• Authors: Kostas Vilkelis, Antonio Manesco, Juan Daniel Torres Luna, Sebastian Miles, Michael Wimmer, Anton Akhmerov,
• Abstract要約: 量子ビットではなく局所フェルミオンモード(LFM)を用いる普遍量子コンピュータの実践的実装を提案する。 デバイスレイアウトは、ハイブリッド超伝導島で結合された量子ドットトンネルと、ドット間の可変容量結合からなる。 クーパー対分割、弾性コツネリング、クーロン相互作用のコヒーレント制御により、量子ゲートの普遍的な集合を実装することができることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.1770746401186933
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We propose a practical implementation of a universal quantum computer that uses local fermionic modes (LFM) rather than qubits. The device layout consists of quantum dots tunnel coupled by a hybrid superconducting island and a tunable capacitive coupling between the dots. We show that coherent control of Cooper pair splitting, elastic cotunneling, and Coulomb interactions allows us to implement the universal set of quantum gates defined by Bravyi and Kitaev. Due to the similarity with charge qubits, we expect charge noise to be the main source of decoherence. For this reason, we also consider an alternative design where the quantum dots have tunable coupling to the superconductor. In this second device design, we show that there is a sweetspot for which the local fermionic modes are charge neutral, making the device insensitive to charge noise effects. Finally, we compare both designs and their experimental limitations and suggest future efforts to overcome them.
• Abstract（参考訳）: 量子ビットではなく局所フェルミオンモード(LFM)を用いる普遍量子コンピュータの実践的実装を提案する。 デバイスレイアウトは、ハイブリッド超伝導島で結合された量子ドットトンネルと、ドット間の可変容量結合からなる。 クーパー対分割, 弾性コツネリング, クーロン相互作用のコヒーレント制御により, ブラヴィイとキタエフによって定義された量子ゲートの普遍的な集合を実現できることを示す。 電荷量子ビットとの類似性のため、電荷ノイズがデコヒーレンスの主な原因になると期待する。 このため、量子ドットが超伝導体に調整可能な結合を持つような代替設計も検討する。 この第2のデバイス設計では、局所フェルミオンモードが電荷中立であるスイートスポットが存在し、ノイズ効果に敏感であることを示す。 最後に、設計と実験的制約を比較し、それらを克服するための今後の取り組みを提案する。

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