論文の概要: Two qubit gate with macroscopic singlet-triplet qubits in synthetic spin-one chains in InAsP quantum dot nanowires

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.16229v1
• Date: Wed, 24 Apr 2024 22:03:39 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-26 15:17:42.273411
• Title: Two qubit gate with macroscopic singlet-triplet qubits in synthetic spin-one chains in InAsP quantum dot nanowires
• Title（参考訳）: InAsP量子ドットナノワイヤにおける合成スピンワン鎖におけるマクロシングルトリップレット量子ビットを持つ2つの量子ビットゲート
• Authors: Hassan Allami, Daniel Miravet, Marek Korkusinski, Pawel Hawrylak,
• Abstract要約: InAsP量子ドットナノワイヤにおける合成スピン-ワン鎖における2量子ゲートの理論について述べる。
• 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: We present a theory of a two qubit gate with macroscopic singlet-triplet (ST) qubits in synthetic spin-one chains in InAsP quantum dot nanowires. The macroscopic topologically protected singlet-triplet qubits are built with two spin-half Haldane quasiparticles. The Haldane quasiparticles are hosted by synthetic spin-one chain realized in chains of InAsP quantum dots embedded in an InP nanowire, with four electrons each. The quantum dot nanowire is described by a Hubbard-Kanamori (HK) Hamiltonian derived from an interacting atomistic model. Using exact diagonalization and Matrix Product States (MPS) tools, we demonstrate that the low-energy behavior of the HK Hamiltonian is effectively captured by an antiferromagnetic spin-one chain Hamiltonian. Next we consider two macroscopic qubits and present a method for creating a tunable coupling between the two macroscopic qubits by inserting an intermediate control dot between the two chains. Finally, we propose and demonstrate two approaches for generating highly accurate two-ST qubit gates : (1) by controlling the length of each qubit, and (2) by employing different background magnetic fields for the two qubits.
• Abstract（参考訳）: InAsP量子ドットナノワイヤにおける合成スピン-ワン鎖における2量子ゲートの理論について述べる。 マクロトポロジカルに保護された一重項四重項量子ビットは、2つのスピン半分のハルデネ準粒子で構築される。 ハルダン準粒子は、InAsP量子ドットの鎖で実現された合成スピン1鎖によってホストされ、それぞれ4つの電子を持つInPナノワイヤに埋め込まれている。 量子ドットナノワイヤは相互作用する原子モデルから派生したハバード・カナモリ・ハミルトン(HK)によって記述される。 正確な対角化とマトリックス生成状態(MPS)ツールを用いて、HKハミルトニアンの低エネルギー挙動が反強磁性スピン1鎖ハミルトニアンによって効果的に捕捉されることを示した。 次に、2つのマクロ量子ビットについて考察し、その2つの鎖の間に中間制御点を挿入することにより、2つのマクロ量子ビット間の可変結合を生成する方法を提案する。 最後に、高い精度の2ST量子ビットゲートを生成するための2つの方法を提案する。(1)各量子ビットの長さを制御し、(2)異なる背景磁場を2つの量子ビットに利用することによって、。

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