論文の概要: High-fidelity spin qubit shuttling via large spin-orbit interaction
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.15970v1
- Date: Mon, 27 Nov 2023 16:13:16 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-28 14:13:45.372544
- Title: High-fidelity spin qubit shuttling via large spin-orbit interaction
- Title（参考訳）: 大スピン軌道相互作用による高忠実スピン量子ビットシャットリング
- Authors: Stefano Bosco, Ji Zou, Daniel Loss
- Abstract要約: ゼーマン場の大きな不均一性は、運動するスピン状態のコヒーレンスを安定化させる。
我々の発見は一般に幅広い設定に適用でき、大規模量子プロセッサへの道を開くことができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Shuttling spins with high fidelity is a key requirement to scale up
semiconducting quantum computers, enabling qubit entanglement over large
distances and favoring the integration of control electronics on-chip. To
decouple the spin from the unavoidable charge noise, state-of-the-art spin
shuttlers try to minimize the inhomogeneity of the Zeeman field. However, this
decoupling is challenging in otherwise promising quantum computing platforms
such as hole spin qubits in silicon and germanium, characterized by a large
spin-orbit interaction and electrically-tunable qubit frequency. In this work,
we show that, surprisingly, the large inhomogeneity of the Zeeman field
stabilizes the coherence of a moving spin state, thus enabling high-fidelity
shuttling also in these systems. We relate this enhancement in fidelity to the
deterministic dynamics of the spin which filters out the dominant low-frequency
contributions of the charge noise. By simulating several different scenarios
and noise sources, we show that this is a robust phenomenon generally occurring
at large field inhomogeneity. By appropriately adjusting the motion of the
quantum dot, we also design realistic protocols enabling faster and more
coherent spin shuttling. Our findings are generally applicable to a wide range
of setups and could pave the way toward large-scale quantum processors.
- Abstract（参考訳）: 高い忠実度を持つシャットリングスピンは、半導体量子コンピュータをスケールアップする鍵となる要件であり、大距離での量子ビットの絡み合いを可能にし、チップ上の制御エレクトロニクスの統合を好んでいる。
スピンを避けられない電荷ノイズから切り離すために、最先端のスピンシャトルはゼーマン場の不均一性を最小化しようとする。
しかし、この分離はシリコンやゲルマニウムのホールスピン量子ビットのような有望な量子コンピューティングプラットフォームでは困難であり、大きなスピン軌道相互作用と電気的に調整可能な量子ビット周波数が特徴である。
本研究では,ゼマン場の大きな不均一性が移動スピン状態のコヒーレンスを安定化させることにより,これらの系においても高忠実性シャットリングが可能となることを示す。
この忠実度の向上は、電荷雑音の優性低周波寄与をフィルターするスピンの決定論的ダイナミクスと関係している。
いくつかの異なるシナリオとノイズ源をシミュレートすることにより、これは大域不均質で一般的に発生する堅牢な現象であることを示す。
量子ドットの運動を適切に調整することにより、より高速でよりコヒーレントなスピンシャットリングを可能にする現実的なプロトコルを設計する。
我々の発見は一般に幅広い設定に適用でき、大規模量子プロセッサへの道を開くことができる。
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