論文の概要: Universal control of four singlet-triplet qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.16101v3
• Date: Tue, 23 Jul 2024 15:24:53 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-24 23:13:09.799488
• Title: Universal control of four singlet-triplet qubits
• Title（参考訳）: 4つの一重項量子ビットの普遍制御
• Authors: Xin Zhang, Elizaveta Morozova, Maximilian Rimbach-Russ, Daniel Jirovec, Tzu-Kan Hsiao, Pablo Cova Fariña, Chien-An Wang, Stefan D. Oosterhout, Amir Sammak, Giordano Scappucci, Menno Veldhorst, Lieven M. K. Vandersypen,
• Abstract要約: 半導体量子ドットにおける相互作用スピンのコヒーレント制御は 量子情報処理に強い関心を持つ 近接するスピン間の完全かつ制御可能な相互作用を持つゲルマニウム量子ドットアレイを2時間4ドルで提示する。 その結果、量子コンピューティングの競合するプラットフォームとして、シングルトリップキュービットの可能性を浮き彫りにした。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.3796774399389324
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The coherent control of interacting spins in semiconductor quantum dots is of strong interest for quantum information processing as well as for studying quantum magnetism from the bottom up. Here, we present a $2\times4$ germanium quantum dot array with full and controllable interactions between nearest-neighbor spins. As a demonstration of the level of control, we define four singlet-triplet qubits in this system and show two-axis single-qubit control of each qubit and SWAP-style two-qubit gates between all neighbouring qubit pairs, yielding average single-qubit gate fidelities of 99.49(8)-99.84(1)% and Bell state fidelities of 73(1)-90(1)%. Combining these operations, we experimentally implement a circuit designed to generate and distribute entanglement across the array. A remote Bell state with a fidelity of 75(2)% and concurrence of 22(4)% is achieved. These results highlight the potential of singlet-triplet qubits as a competing platform for quantum computing and indicate that scaling up the control of quantum dot spins in extended bilinear arrays can be feasible.
• Abstract（参考訳）: 半導体量子ドットにおける相互作用スピンのコヒーレント制御は、量子情報処理だけでなく、ボトムアップからの量子磁気の研究にも強い関心を持つ。 ここでは、近接するスピン間の完全かつ制御可能な相互作用を持つゲルマニウム量子ドットアレイについて述べる。 制御レベルの実証として、このシステムでは4つのシングルトリップキュービットを定義し、各キュービットとSWAPスタイルの2つのキュービットゲート間の2軸の単一キュービット制御を示し、平均99.49(8)-99.84(1)%、ベル状態忠実度73(1)-90(1)%を得る。 これらの演算を組み合わせることで、配列間の絡み合いを発生・分散する回路を実験的に実装する。 忠実度75(2)%、コンカレンス22(4)%の遠隔ベル状態を実現する。 これらの結果は、量子コンピューティングの競合するプラットフォームとしてのシングルトリップキュービットの可能性を強調し、拡張された双線形アレイにおける量子ドットスピンの制御のスケールアップが可能であることを示唆している。

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