論文の概要: Single-electron qubits based on quantum ring states on solid neon surface
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.02501v2
- Date: Thu, 30 May 2024 06:40:39 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-31 23:42:43.685679
- Title: Single-electron qubits based on quantum ring states on solid neon surface
- Title（参考訳）: 固体ネオン表面上の量子環状態に基づく単一電子量子ビット
- Authors: Toshiaki Kanai, Dafei Jin, Wei Guo,
- Abstract要約: 固体ネオン表面(eNe)に閉じ込められた単一電子は、電荷量子ビットのための有望なプラットフォームとして最近出現している。
表面のバンプが自然に電子に結合し、ユニークな量子リング状態を形成することを示す。
また、電子の励起エネルギーを極小磁場で調整し、量子ビット演算を容易にすることも示している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.3049739550615875
- License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
- Abstract: Single electrons trapped on solid neon surfaces (eNe) have recently emerged as a promising platform for charge qubits. Experimental results have revealed their exceptionally long coherence times, yet the actual quantum states of these trapped electrons, presumably on imperfectly flat neon surfaces, remain elusive. In this paper, we examine the electron's interactions with neon surface topography, such as bumps and valleys. By evaluating the surface charges induced by the electron, we demonstrate its strong perpendicular binding to the neon surface. The Schr\"{o}dinger equation for the electron's lateral motion on the curved 2D surface is then solved for extensive topographical variations. Our results reveal that surface bumps can naturally bind an electron, forming unique quantum ring states that align with experimental observations. We also show that the electron's excitation energy can be tuned using a modest magnetic field to facilitate qubit operation. This study offers a leap in our understanding of eNe qubit properties and provides strategic insights on minimizing charge noise and scaling the system to propel forward quantum computing architectures.
- Abstract（参考訳）: 固体ネオン表面(eNe)に閉じ込められた単一電子は、電荷量子ビットのための有望なプラットフォームとして最近出現している。
実験の結果、非常に長いコヒーレンス時間が明らかになっているが、これらの捕獲された電子の実際の量子状態は、おそらく不完全な平らなネオン表面にある。
本稿では,電子とネオン表面のトポグラフィー(バンプや谷など)の相互作用について検討する。
電子によって誘導される表面電荷を評価することにより、ネオン表面への強い垂直結合を示す。
曲線された2次元表面上の電子の側方運動に対するSchr\"{o}dinger方程式は、広範な地形変化のために解かれる。
この結果から、表面のバンプは自然に電子に結合し、実験的な観測と一致したユニークな量子リング状態を形成することが明らかとなった。
また、電子の励起エネルギーを極小磁場で調整し、量子ビット演算を容易にすることも示している。
本研究は、eNe量子ビット特性の理解を深め、電荷ノイズを最小化し、量子コンピューティングアーキテクチャを前進させるためにシステムをスケールするための戦略的洞察を提供する。
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