論文の概要: Simulating decoherence of coupled two spin qubits using generalized cluster correlation expansion

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.18722v1
• Date: Wed, 28 Feb 2024 21:46:32 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-01 16:40:25.806754
• Title: Simulating decoherence of coupled two spin qubits using generalized cluster correlation expansion
• Title（参考訳）: 一般化クラスター相関展開を用いた結合2スピン量子ビットのデコヒーレンスシミュレーション
• Authors: Xiao Chen, Silas Hoffman, James N. Fry, Hai-Ping Cheng
• Abstract要約: 核スピンの浴が存在する場合の2つの結合したスピン量子ビットのコヒーレンスについて検討する。 我々のモデルでは、2つの電子スピン量子ビットが等方性交換や磁気双極子相互作用と結合し、ランダムな核スピンの環境と相互作用する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.7354851983299784
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: We study the coherence of two coupled spin qubits in the presence of a bath of nuclear spins simulated using generalized cluster correlation expansion (gCCE) method. In our model, two electron spin qubits coupled with isotropic exchange or magnetic dipolar interactions interact with an environment of random nuclear spins. We study the time-evolution of the two-qubit reduced density matrix (RDM) and resulting decay of the off diagonal elements, corresponding to decoherence, which allows us to calculate gate fidelity in the regime of pure dephasing. We contrast decoherence when the system undergoes free evolution and evolution with dynamical decoupling pulses applied. Moreover, we study the dependence of decoherence on external magnetic field and system parameters which mimic realistic spin qubits, emphasizing magnetic molecules. Lastly, we comment on the application and limitations of gCCE in simulating nuclear-spin induced two-qubit relaxation processes.
• Abstract（参考訳）: 一般化クラスタ相関展開法 (gCCE) を用いて, 核スピンの浴槽の存在下での2つの結合スピン量子ビットのコヒーレンスについて検討した。 このモデルでは、2つの電子スピン量子ビットと等方性交換または磁気双極子相互作用がランダムな核スピンの環境と相互作用する。 2量子化密度行列 (rdm) の経時変化と結果として生じるオフ対角要素の崩壊について検討し, 純粋デファスメント法においてゲート忠実度を計算できるデコヒーレンスに対応する。 我々は、システムが自由進化と動的デカップリングパルスを用いた進化を行う場合のデコヒーレンスを対比する。 さらに,磁気分子を強調するスピン量子ビットを模倣する外部磁場とシステムパラメータに対するデコヒーレンス依存性について検討した。 最後に、核スピン誘起2量子緩和過程のシミュレーションにおけるgCCEの適用と限界について述べる。

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