論文の概要: Photo-induced charge carrier dynamics in a semiconductor-based ion trap
investigated via motion-sensitive qubit transitions
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.00059v1
- Date: Wed, 29 Nov 2023 16:19:55 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-12-04 17:24:56.729423
- Title: Photo-induced charge carrier dynamics in a semiconductor-based ion trap
investigated via motion-sensitive qubit transitions
- Title(参考訳): 移動感応性量子ビット遷移による半導体イオントラップの光誘起電荷キャリアダイナミクスの研究
- Authors: Woojun Lee, Daun Chung, Honggi Jeon, Beomgeun Cho, KwangYeul Choi,
SeungWoo Yoo, Changhyun Jung, Junho Jeong, Changsoon Kim, Dong-Il "Dan'' Cho,
Taehyun Kim
- Abstract要約: 本稿では,トラップイオンと光誘起層場との系統的相互作用により,半導体の光誘起帯電モデルを提案する。
イオンの熱運動から生じる不整合誤差とは対照的に、コヒーレント誤差は、イオンの量子制御中に顕著に印加される成層場によって引き起こされる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 3.90220662841177
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Ion trap systems built upon microfabricated chips have emerged as a promising
platform for quantum computing to achieve reproducible and scalable structures.
However, photo-induced charging of materials in such chips can generate
undesired stray electric fields that disrupt the quantum state of the ion,
limiting high-fidelity quantum control essential for practical quantum
computing. While crude understanding of the phenomena has been gained
heuristically over the past years, explanations for the microscopic mechanism
of photo-generated charge carrier dynamics remains largely elusive. Here, we
present a photo-induced charging model for semiconductors, whose verification
is enabled by a systematic interaction between trapped ions and photo-induced
stray fields from exposed silicon surfaces in our chip. We use motion-sensitive
qubit transitions to directly characterize the stray field and analyze its
effect on the quantum dynamics of the trapped ion. In contrast to incoherent
errors arising from the thermal motion of the ion, coherent errors are induced
by the stray field, whose effect is significantly imprinted during the quantum
control of the ion. These errors are investigated in depth and methods to
mitigate them are discussed. Finally, we extend the implications of our study
to other photo-induced charging mechanisms prevalent in ion traps.
- Abstract(参考訳): マイクロファブリケーションチップ上に構築されたイオントラップシステムは、再現可能でスケーラブルな構造を実現するための量子コンピューティングの有望なプラットフォームとして登場した。
しかし、そのようなチップ内の材料の光誘起帯電は、イオンの量子状態を破壊する望ましくない成層電界を発生させ、実用的な量子コンピューティングに必須な高忠実性量子制御を制限することができる。
この現象の粗雑な理解は過去数年間に大きくなりつつあるが、光発生電荷キャリアの力学の微視的なメカニズムの説明はいまだに解明されていない。
そこで,本研究では半導体の光誘起帯電モデルを提案し,チップのシリコン表面からの捕捉イオンと光誘起成層場との系統的相互作用によって検証を行う。
運動に敏感な量子ビット遷移を用いて、ストライ場を直接特徴づけ、捕捉されたイオンの量子力学への影響を分析する。
イオンの熱運動から生じる非コヒーレントな誤差とは対照的に、コヒーレントな誤差は、イオンの量子制御中に著しくインプリントされるストレイ場によって引き起こされる。
これらの誤差を深く調査し,その軽減法について考察する。
最後に、イオントラップで広く見られる他の光誘起帯電機構に本研究の影響を拡大する。
関連論文リスト
- Modeling Phonon-mediated Quasiparticle Poisoning in Superconducting
Qubit Arrays [0.0]
超伝導量子ビットチップに衝突する電離放射線による相関誤差は、量子誤り訂正に問題となる。
衝撃の余波におけるフォノンおよび準粒子動力学の数値シミュレーションのための総合的戦略について述べる。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-02-23T18:02:51Z) - Thermal masses and trapped-ion quantum spin models: a self-consistent
approach to Yukawa-type interactions in the $\lambda\!\phi^4$ model [68.8204255655161]
閉じ込められたイオン系における磁気の量子シミュレーションは、スピン間の相互相互作用を仲介するために結晶振動を利用する。
これらの相互作用は、フォノンが粗粒のクライン=ゴードン場によって記述される長波長相対論的理論によって説明できる。
レーザ冷却により制御できる熱効果は、相互作用するQFTにおける熱質量の出現を通じて、この流れを明らかにすることができることを示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-05-10T12:59:07Z) - Probing the symmetry breaking of a light--matter system by an ancillary
qubit [50.591267188664666]
ウルトラストロングのハイブリッド量子系、さらにディープストロングでは、カップリングレジームはエキゾチックな物理現象を示す。
我々は, ラムド素子超伝導共振器の磁場によって誘起されるアシラリーXmon人工原子のパリティ対称性の破れを実験的に観察した。
この結果は、深い結合状態にある新しい量子真空効果を実験的に探求する方法を開く。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-09-13T06:14:08Z) - Probing critical behavior of long-range transverse-field Ising model
through quantum Kibble-Zurek mechanism [0.20366111013063795]
61個のイオンを用いた長距離横フィールドイジングモデルの量子シミュレーションを報告する。
我々は、有限サイズ効果のない臨界指数を抽出するために、イオン数が増加するのと同じモデルを実現する。
強磁性相互作用では, 実験結果は過去の数値予測とよく一致している。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-08-05T09:31:40Z) - Reminiscence of classical chaos in driven transmons [117.851325578242]
共振器外ドライブでさえ、トランスモンスペクトルの構造に強い変化をもたらし、その大部分がカオスであることを示す。
その結果、カオス誘起量子分解効果の出現を特徴付ける光子数しきい値が導かれる。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-07-19T16:04:46Z) - Surface-induced decoherence and heating of charged particles [0.0]
荷電ナノ-マイクロスケール物体の回転量子力学と変換量子力学が、近金属および誘電体表面によってどのように影響を受けるかを記述するための理論ツールボックスを提供する。
結果として生じる量子マスター方程式は、画像電荷とカシミール・ポルダーポテンシャルによるコヒーレントな表面-粒子相互作用、および表面誘起デコヒーレンスと加熱を記述する。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-03-28T20:49:42Z) - Quasiparticle Poisoning of Superconducting Qubits from Resonant
Absorption of Pair-breaking Photons [0.0]
超伝導量子ビットにおける準粒子中毒のメカニズムは、量子ビット接合部における高エネルギー光子の直接吸収であることを示す。
この物理学の深い理解は、次世代超伝導量子ビットの実現の道を開くだろう。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-03-13T05:54:28Z) - Engineering superconducting qubits to reduce quasiparticles and charge
noise [14.613106897690752]
量子ビットを小さくすることで準粒子生成を制御する方法の実験的検討を行った。
超伝導ギャップ上に量子ビットの電磁環境を形成し, 準粒子中毒を抑制する。
この結果は, 準粒子生成は接合部におけるクーパー対の破断に支配されているという仮説を支持する。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-02-03T06:40:21Z) - Photon-mediated interactions near a Dirac photonic crystal slab [68.8204255655161]
我々は、現実的な構造におけるフォトニック・ディラック点付近の双極子放射の理論を開発する。
集団的相互作用の性質がコヒーレントなものから散逸するものへと変化する位置を見つける。
この結果, ディラック光マターインタフェースの知識は大幅に向上した。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-07-01T14:21:49Z) - Waveguide quantum electrodynamics: collective radiance and photon-photon
correlations [151.77380156599398]
量子電磁力学は、導波路で伝播する光子と局在量子エミッタとの相互作用を扱う。
我々は、誘導光子と順序配列に焦点をあて、超放射および準放射状態、束縛光子状態、および有望な量子情報アプリケーションとの量子相関をもたらす。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-03-11T17:49:52Z) - Theory of waveguide-QED with moving emitters [68.8204255655161]
単一励起部分空間における導波路と移動量子エミッタで構成されるシステムについて検討する。
まず、単一移動量子エミッタからの単一光子散乱を特徴付け、非相互伝達とリコイル誘起の量子エミッタ運動エネルギーの低減の両方を示す。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-03-20T12:14:10Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト(すべての情報・翻訳含む)の品質を保証せず、本サイト(すべての情報・翻訳含む)を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。