論文の概要: Tomography of entangling two-qubit logic operations in exchange-coupled
donor electron spin qubits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2309.15463v2
- Date: Sat, 2 Mar 2024 07:25:45 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-05 20:34:11.515619
- Title: Tomography of entangling two-qubit logic operations in exchange-coupled
donor electron spin qubits
- Title（参考訳）: 交換結合ドナー電子スピン量子ビットにおける絡み合う2ビット論理演算のトモグラフィー
- Authors: Holly G. Stemp, Serwan Asaad, Mark R. van Blankenstein, Arjen
Vaartjes, Mark A. I. Johnson, Mateusz T. M\k{a}dzik, Amber J. A. Heskes,
Hannes R. Firgau, Rocky Y. Su, Chih Hwan Yang, Arne Laucht, Corey I. Ostrove,
Kenneth M. Rudinger, Kevin Young, Robin Blume-Kohout, Fay E. Hudson, Andrew
S. Dzurak, Kohei M. Itoh, Alexander M. Jakob, Brett C. Johnson, David N.
Jamieson and Andrea Morello
- Abstract要約: 量子プロセッサは高忠実な普遍量子論理演算を必要とする。
ドナー結合電子スピン間の絡み合いは今のところ証明されていない。
これらの結果は、ドナーベースの量子コンピュータのスケールアップに必要な基盤となる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 26.72272277499726
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Scalable quantum processors require high-fidelity universal quantum logic
operations in a manufacturable physical platform. Donors in silicon provide
atomic size, excellent quantum coherence and compatibility with standard
semiconductor processing, but no entanglement between donor-bound electron
spins has been demonstrated to date. Here we present the experimental
demonstration and tomography of universal 1- and 2-qubit gates in a system of
two weakly exchange-coupled electrons, bound to single phosphorus donors
introduced in silicon by ion implantation. We surprisingly observe that the
exchange interaction has no effect on the qubit coherence. We quantify the
fidelity of the quantum operations using gate set tomography (GST), and we use
the universal gate set to create entangled Bell states of the electrons spins,
with fidelity ~ 93%, and concurrence 0.91 +/- 0.08. These results form the
necessary basis for scaling up donor-based quantum computers.
- Abstract（参考訳）: スケーラブル量子プロセッサは、製造可能な物理プラットフォームにおける高忠実な普遍量子論理演算を必要とする。
シリコンのドナーは原子サイズ、量子コヒーレンスに優れ、標準半導体処理と互換性があるが、ドナー結合電子スピン間の絡み合いは証明されていない。
ここでは, イオン注入によりシリコン中に導入した単一リン供与体に結合した2つの弱い交換結合電子系における普遍的な1-および2-量子ゲートの実験実験とトモグラフィについて述べる。
我々は、交換相互作用がキュービットコヒーレンスに影響を与えないことを驚くほど観察する。
ゲート集合トモグラフィ (gst) を用いて量子演算の忠実度を定量化し, ユニバーサルゲート集合を用いて電子スピンの絡み合ったベル状態を作成し, 忠実度 ~ 93%, 共起率 0.91 +/- 0.08。
これらの結果は、ドナーベースの量子コンピュータのスケールアップに必要な基盤となる。
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