論文の概要: Toward high-fidelity quantum information processing and quantum simulation with spin qubits and phonons

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.16960v1
• Date: Mon, 26 Feb 2024 19:01:08 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-02-28 18:51:49.114320
• Title: Toward high-fidelity quantum information processing and quantum simulation with spin qubits and phonons
• Title（参考訳）: スピン量子ビットとフォノンを用いた高忠実度量子情報処理と量子シミュレーション
• Authors: I. Arrazola, Y. Minoguchi, M.-A. Lemonde, A. Sipahigil, P. Rabl
• Abstract要約: 連続的動的デカップリング法の応用は量子状態のコヒーレンスを大幅に向上させることを示す。 このアプローチは、スピンとフォノンを持つ中規模および大規模量子デバイスへの現実的なパスを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
• Abstract: We analyze the implementation of high-fidelity, phonon-mediated gate operations and quantum simulation schemes for spin qubits associated with silicon vacancy centers in diamond. Specifically, we show how the application of continuous dynamical decoupling techniques can substantially boost the coherence of the qubit states while increasing at the same time the variety of effective spin models that can be implemented in this way. Based on realistic models and detailed numerical simulations, we demonstrate that this decoupling technique can suppress gate errors by more than two orders of magnitude and enable gate infidelities below $\sim 10^{-4}$ for experimentally relevant noise parameters. Therefore, when generalized to phononic lattices with arrays of implanted defect centers, this approach offers a realistic path toward moderate- and large-scale quantum devices with spins and phonons, at a level of control that is competitive with other leading quantum-technology platforms.
• Abstract（参考訳）: ダイヤモンド中のシリコン空孔中心に付随するスピン量子ビットに対する高忠実かつフォノンを介するゲート演算と量子シミュレーションスキームの実装を解析する。 具体的には, 連続的動的デカップリング法の適用により, 量子状態のコヒーレンスが著しく向上すると同時に, この方法で実装可能な実効スピンモデルの多様性も増大することを示す。 実モデルと詳細な数値シミュレーションに基づいて,この分離手法はゲート誤差を2桁以上抑えることができ,実験的に関連する雑音パラメータに対して$\sim 10^{-4}$以下のゲート不適合性を実現する。 したがって、埋め込みされた欠陥中心の配列を持つフォノン格子に一般化されると、この手法は他の主要な量子技術プラットフォームと競合するレベルの制御で、スピンとフォノンを持つ中規模および大規模量子デバイスへの現実的な経路を提供する。

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