論文の概要: High-Fidelity CZ Gates in Double Quantum Dot -- Circuit QED Systems Beyond the Rotating-Wave Approximation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.06187v1
• Date: Tue, 9 Apr 2024 10:13:41 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-10 15:09:49.599755
• Title: High-Fidelity CZ Gates in Double Quantum Dot -- Circuit QED Systems Beyond the Rotating-Wave Approximation
• Title（参考訳）: 二重量子ドットにおける高忠実CZゲート --回転波近似を超えた回路QEDシステム
• Authors: Guangzhao Yang, Marek Gluza, Si Yan Koh, Calvin Pei Yu Wong, Kuan Eng Johnson Goh, Bent Weber, Hui Khoon Ng, Teck Seng Koh,
• Abstract要約: 我々は、時間依存項の少ない電荷量子ビット上の新しいパラメトリックドライブを提案する。 駆動振幅は、忠実度を最適化し、高忠実度レジームをマップアウトするために重要である。
• 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: Semiconductor double quantum dot (DQD) qubits coupled via superconducting microwave resonators provide a powerful means of long-range manipulation of the qubits' spin and charge degrees of freedom. Quantum gates can be implemented by parametrically driving the qubits while their transition frequencies are detuned from the resonator frequency. Long-range two-qubit CZ gates have been proposed for the DQD spin qubit within the rotating-wave approximation (RWA). Rapid gates demand strong coupling, but RWA breaks down when coupling strengths become significant relative to system frequencies. Therefore, understanding the detrimental impact of time-dependent terms ignored by RWA is critical for high-fidelity operation. Here, we go beyond RWA to study CZ gate fidelity for both DQD spin and charge qubits. We propose a novel parametric drive on the charge qubit that produces fewer time-dependent terms and show that it outperforms its spin counterpart. We find that drive amplitude - a parameter dropped in RWA - is critical for optimizing fidelity and map out high-fidelity regimes. Our results demonstrate the necessity of going beyond RWA in understanding how long-range gates can be realized in DQD qubits, with charge qubits offering considerable advantages in high-fidelity operation.
• Abstract（参考訳）: 超伝導マイクロ波共振器を介して結合された半導体二重量子ドット(DQD)は、量子ビットのスピンと電荷自由度を長距離操作する強力な手段を提供する。 量子ゲートは量子ビットをパラメトリックに駆動することで実装でき、その遷移周波数は共振器周波数から逸脱する。 回転波近似(RWA)におけるDQDスピンキュービットに対して、長距離2量子CZゲートが提案されている。 急速ゲートは強い結合を必要とするが、RWAは結合強度が系の周波数に対して重要なものになったときに崩壊する。 したがって、RWAによって無視される時間依存用語の有害な影響を理解することは、高忠実度操作には不可欠である。 ここでは、RWAを超えて、DQDスピンおよび電荷量子ビットのCZゲート忠実度を研究する。 電荷量子ビット上の新しいパラメトリックドライブを提案し、時間依存項を少なくし、スピン値よりも優れていることを示す。 駆動振幅(RWAで落とされたパラメータ)は、忠実度を最適化し、高忠実度レギュレーションをマップアウトするために重要である。 この結果から,DQD量子ビットにおける長距離ゲートの実現方法の理解において,RWAを超越する必要性が示唆された。

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