論文の概要: Charge qubits based on ultra-thin topological insulator films
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.05166v1
- Date: Thu, 9 Nov 2023 06:31:08 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-10 16:09:12.140118
- Title: Charge qubits based on ultra-thin topological insulator films
- Title（参考訳）: 超薄膜トポロジカル絶縁膜に基づく電荷量子ビット
- Authors: Kexin Zhang, Hugo V. Lepage, Ying Dong, Crispin H. W. Barnes
- Abstract要約: 本研究では,Bi$_2$Se$_3$トポロジカル超薄膜の表面状態の利用法について検討した。
i) 有限サイズ効果下の表面状態は、バルクエネルギーギャップと論理量子ビットの間にエネルギー準位が配置される2レベル系を効果的に形成することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.018186289401444
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We study how to use the surface states in a Bi$_{2}$Se$_{3}$ topological
insulator ultra-thin film that are affected by finite size effects for the
purpose of quantum computing. We demonstrate that: (i) surface states under the
finite size effect can effectively form a two-level system where their energy
levels lie in between the bulk energy gap and a logic qubit can be constructed,
(ii) the qubit can be initialized and manipulated using electric pulses of
simple forms, (iii) two-qubit entanglement is achieved through a
$\sqrt{\text{SWAP}}$ operation when the two qubits are in a parallel setup, and
(iv) alternatively, a Floquet state can be exploited to construct a qubit and
two Floquet qubits can be entangled through a Controlled-NOT operation. The
Floquet qubit offers robustness to background noise since there is always an
oscillating electric field applied, and the single qubit operations are
controlled by amplitude modulation of the oscillating field, which is
convenient experimentally.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングを目的とし, 有限サイズ効果の影響を受ける超薄膜bi$_{2}$se$_{3}$トポロジカル絶縁体における表面状態の利用法について検討した。
私たちはそれを証明しています。
i) 有限サイズ効果の下での表面状態は、バルクエネルギーギャップと論理量子ビットの間にエネルギー準位が配置される2レベル系を効果的に形成することができる。
(ii)キュービットは、単純な形式の電気パルスを用いて初期化し、操作することができる。
(iii)2キュービットの絡み合いは、2つのキュービットが並列設定されているときに$\sqrt{\text{SWAP}}$演算によって達成され、
あるいは、Floquet状態を利用してqubitを構築し、2つのFloquet量子ビットを制御NOT操作で絡み合わせることができる。
Floquetキュービットは、常に振動電場が印加されているため、背景雑音に対して堅牢性を提供し、単一キュービット演算は、振動電場の振幅変調によって制御され、実験的に有用である。
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