論文の概要: Crosstalk-mitigated microelectronic control for optically-active spins

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.04075v1
• Date: Fri, 5 Apr 2024 13:03:35 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-08 16:05:12.556382
• Title: Crosstalk-mitigated microelectronic control for optically-active spins
• Title（参考訳）: 光活性スピンのクロストーク緩和マイクロエレクトロニクス制御
• Authors: Hao-Cheng Weng, John G. Rarity, Krishna C. Balram, Joe A. Smith,
• Abstract要約: 量子ビット検出を必要とせず,100馬力以下の固体スピンに対処するクロストーク緩和手法を提案する。 この結果から,シリコンマイクロエレクトロニクスを用いた量子プラットフォームにおけるスケーラブルな制御への一歩が示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.07499722271664144
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: To exploit the sub-nanometre dimensions of qubits for large-scale quantum information processing, corresponding control architectures require both energy and space efficiency, with the on-chip footprint of unit-cell electronics ideally micron-scale. However, the spin coherence of qubits in close packing is severely deteriorated by microwave crosstalk from neighbouring control sites. Here, we present a crosstalk-mitigation scheme using foundry microelectronics, to address solid-state spins at sub-100 um spacing without the need for qubit-detuning. Using nitrogen-vacancy centres in nanodiamonds as qubit prototypes, we first demonstrate 10 MHz Rabi oscillation at milliwatts of microwave power. Implementing the active cancellation, we then prove that the crosstalk field from neighbouring lattice sites can be reduced to undetectable levels. We finally extend the scheme to show increased qubit control, tripling the spin coherence under crosstalk mitigation. Compatible with integrated optics, our results present a step towards scalable control across quantum platforms using silicon microelectronics.
• Abstract（参考訳）: 大規模な量子情報処理のために量子ビットのサブナノメートル次元を利用するために、対応する制御アーキテクチャはエネルギーと空間効率の両方を必要とし、単位セルエレクトロニクスのオンチップフットプリントは理想的にはミクロンスケールである。 しかし, 近接パッキングにおけるクビットのスピンコヒーレンスは, 近隣の制御部位からのマイクロ波クロストークによって著しく悪化する。 そこで本研究では, マイクロエレクトロニクスを用いたクロストーク緩和手法を提案し, 量子ビット検出を必要とせずに100馬力以下での固体スピンに対処する。 ナノダイアモンドの窒素空孔中心を量子ビットのプロトタイプとして使用し、マイクロ波パワーのミリワットで10MHzのRabi振動を初めて実証した。 アクティブキャンセプションの実装により、近隣の格子サイトからのクロストーク場が検出不能なレベルまで減少できることが証明される。 最終的に、クロストーク緩和の下でスピンコヒーレンスを3倍にすることで、量子ビット制御の増大を示すスキームを拡張した。 集積光学に対抗して、シリコンマイクロエレクトロニクスを用いた量子プラットフォーム間のスケーラブルな制御に向けたステップを示す。

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