論文の概要: Ab initio modelling of quantum dot qubits: Coupling, gate dynamics and
robustness versus charge noise
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.00191v1
- Date: Thu, 29 Feb 2024 23:43:22 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-05 18:47:16.870090
- Title: Ab initio modelling of quantum dot qubits: Coupling, gate dynamics and
robustness versus charge noise
- Title（参考訳）: 量子ドット量子ビットのab initioモデリング:カップリング、ゲートダイナミクス、ロバスト性と電荷ノイズ
- Authors: Hamza Jnane, Simon C Benjamin
- Abstract要約: 商用半導体ファウントリは、従来のチップと同じプロセスを使用して量子プロセッサ(QP)を作成することができる。
製造において最も期待できる選択肢を特定するには、実際の測地における相互作用する電子の予測モデリングが必要である。
本研究では,デバイストポロジに関する仮定を伴わない,実空間グリッドに基づくモデリング手法について検討する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Electron spins in semiconductor devices are highly promising building blocks
for quantum processors (QPs). Commercial semiconductor foundries can create QPs
using the same processes employed for conventional chips, once the QP design is
suitably specified. There is a vast accessible design space; to identify the
most promising options for fabrication, one requires predictive modeling of
interacting electrons in real geometries and complex non-ideal environments. In
this work we explore a modelling method based on real-space grids, an ab initio
approach without assumptions relating to device topology and therefore with
wide applicability. Given an electrode geometry, we determine the exchange
coupling between quantum dot qubits, and model the full evolution of a
$\sqrt{\text{SWAP}}$ gate to predict qubit loss and infidelity rates for
various voltage profiles. Moreover we explore the impact of unwanted charge
defects (static and dynamic) in the environment, and test robust pulse
sequences. As an example we exhibit a sequence correcting both systematic
errors and (unknown) charge defects, observing an order of magnitude boost in
fidelity. The technique can thus identify the most promising device designs for
fabrication, as well as bespoke control sequences for each such device.
- Abstract（参考訳）: 半導体デバイスにおける電子スピンは量子プロセッサ(QP)のための非常に有望な構成要素である。
商用半導体ファウントリーは、qp設計が適切に指定されると、従来のチップと同じプロセスでqpを作成することができる。
製造の最も有望な選択肢を特定するには、実際の幾何学や複雑な非イデアル環境における相互作用する電子の予測モデリングが必要である。
本研究では,デバイストポロジに関連する仮定を伴わないab initioアプローチである実空間グリッドに基づくモデリング手法について検討する。
電極形状が与えられた場合、量子ドット量子ビット間の交換結合を決定、および$\sqrt{\text{SWAP}}$ゲートの完全な進化をモデル化し、様々な電圧プロファイルに対する量子ビット損失と不整合率を予測する。
さらに,不要な電荷欠陥(静的および動的)が環境に与える影響を調査し,ロバストなパルスシーケンスをテストする。
例として、系統的なエラーと(未知の)電荷欠陥の両方を修正するシーケンスを示し、フィリティの桁違いの増大を観察する。
したがって、この技術は、製造に最も有望なデバイス設計を特定でき、また、それらのデバイスごとに制御シーケンスを設定できる。
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