論文の概要: Passive and active suppression of transduced noise in silicon spin qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.02666v1
• Date: Tue, 5 Mar 2024 05:44:23 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-06 16:10:49.318194
• Title: Passive and active suppression of transduced noise in silicon spin qubits
• Title（参考訳）: シリコンスピン量子ビットにおける透過ノイズのパッシブおよびアクティブ抑制
• Authors: Jaemin Park, Hyeongyu Jang, Hanseo Sohn, Jonginn Yun, Younguk Song, Byungwoo Kang, Lucas E. A. Stehouwer, Davide Degli Esposti, Giordano Scappucci, and Dohun Kim
• Abstract要約: シリコンスピン量子ビットの共振雑音に対する開ループ抑制技術について述べる。 適応量子ビット制御はシステム内の非マルコフノイズを低減させる。 この手法は、複数のハミルトンパラメータを学習するために使用することができ、回路パラメータの断続的な校正に有用である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Addressing and mitigating decoherence sources plays an essential role in the development of a scalable quantum computing system, which requires low gate errors to be consistently maintained throughout the circuit execution. While nuclear spin-free materials, such as isotopically purified silicon, exhibit intrinsically promising coherence properties for electron spin qubits, the omnipresent charge noise, when converted to magnetic noise under a strong magnetic field gradient, often hinders stable qubit operation within a time frame comparable to the data acquisition time. Here, we demonstrate both open- and closed-loop suppression techniques for the transduced noise in silicon spin qubits, resulting in a more than two-fold (ten-fold) improvement of the inhomogeneous coherence time (Rabi oscillation quality) that leads to a single-qubit gate fidelity of over 99.6% even in the presence of a strong decoherence field gradient. Utilizing gate set tomography, we show that adaptive qubit control also reduces the non-Markovian noise in the system, which validates the stability of the gate fidelity. The technique can be used to learn multiple Hamiltonian parameters and is useful for the intermittent calibration of the circuit parameters with affordable experimental overhead, providing a useful subroutine during the repeated execution of general quantum circuits.
• Abstract（参考訳）: デコヒーレンスソースへの対処と緩和は、回路実行を通して低いゲートエラーを一貫して維持する必要があるスケーラブルな量子コンピューティングシステムの開発において重要な役割を果たす。 等方的に精製されたシリコンなどの核スピンフリー材料は、電子スピン量子ビットに対して本質的に有望なコヒーレンス特性を示すが、強磁場勾配の下で磁気ノイズに変換されると、データ取得時間に匹敵する時間枠内で安定な量子ビット動作を妨げてしまう。 ここでは、シリコンスピン量子ビットの伝達ノイズに対する開ループ抑制技術と閉ループ抑制技術の両方を実証し、強いデコヒーレンス場勾配があっても1量子ビットゲートの忠実度が99.6%を超える不均一コヒーレンス時間(ラビ振動品質)を2倍以上に改善した。 ゲートセットトモグラフィーを用いることで,適応的量子ビット制御によりシステム内の非マルコフノイズも低減され,ゲートの安定性が検証される。 この手法は複数のハミルトニアンパラメータの学習に使用することができ、回路パラメータの断続的な校正に役立ち、一般的な量子回路の繰り返し実行において有用なサブルーチンを提供する。

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