論文の概要: Accelerated adiabatic passage of a single electron spin qubit in quantum dots

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.13135v1
• Date: Wed, 20 Dec 2023 15:56:31 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-12-21 15:06:10.383767
• Title: Accelerated adiabatic passage of a single electron spin qubit in quantum dots
• Title（参考訳）: 量子ドットにおける単一電子スピン量子ビットの加速断熱通過
• Authors: Xiao-Fei Liu, Yuta Matsumoto, Takafumi Fujita, Arne Ludwig, Andreas D. Wieck, Akira Oiwa
• Abstract要約: ゲート定義半導体量子ドット(QD)におけるショートカットから断熱性(STA)への遷移性量子駆動(TLQD)を実験的に実証した。 与えられた量子状態移動の効率のために、加速度は2倍以上になる。 ベンチマークの結果、97.8%の状態遷移忠実度が達成できることが示された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.5818487311072416
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Adiabatic processes can keep the quantum system in its instantaneous eigenstate, which is robust to noises and dissipation. However, it is limited by sufficiently slow evolution. Here, we experimentally demonstrate the transitionless quantum driving (TLQD) of the shortcuts to adiabaticity (STA) in gate-defined semiconductor quantum dots (QDs) to greatly accelerate the conventional adiabatic passage for the first time. For a given efficiency of quantum state transfer, the acceleration can be more than 2-fold. The dynamic properties also prove that the TLQD can guarantee fast and high-fidelity quantum state transfer. In order to compensate for the diabatic errors caused by dephasing noises, the modified TLQD is proposed and demonstrated in experiment by enlarging the width of the counter-diabatic drivings. The benchmarking shows that the state transfer fidelity of 97.8% can be achieved. This work will greatly promote researches and applications about quantum simulations and adiabatic quantum computation based on the gate-defined QDs.
• Abstract（参考訳）: 断熱過程は量子系を瞬時に固有状態に保つことができ、ノイズや散逸に対して頑健である。 しかし、十分に遅い進化によって制限される。 本稿では, ゲート定義半導体量子ドット(qds)における断熱への近道(sta)のトランジッションレス量子駆動(tlqd)を実験的に実証し, 従来の断熱通路を初めて大きく加速する。 量子状態移動の効率が与えられた場合、加速度は2倍以上になる。 動的性質は、TLQDが高速かつ高忠実な量子状態転移を保証できることを証明している。 ノイズの強調によるダイアバティック誤りを補償するために, 改良tlqdを提案し, 逆ダイアバティック駆動の幅を拡大して実験を行った。 ベンチマークの結果、97.8%の状態遷移忠実度が達成できることが示された。 この研究は、ゲート定義QDに基づく量子シミュレーションと断熱量子計算の研究と応用を大いに促進する。

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