論文の概要: Many-body quantum register for a spin qubit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.19680v1
• Date: Tue, 30 Apr 2024 16:13:01 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-05-01 13:36:16.107882
• Title: Many-body quantum register for a spin qubit
• Title（参考訳）: スピン量子ビットのための多体量子レジスタ
• Authors: Martin Hayhurst Appel, Alexander Ghorbal, Noah Shofer, Leon Zaporski, Santanu Manna, Saimon Filipe Covre da Silva, Urs Haeusler, Claire Le Gall, Armando Rastelli, Dorian A. Gangloff, Mete Atatüre,
• Abstract要約: 半導体量子ドットにおける機能量子レジスタを実証する。 我々の研究は、身体物理学が量子デバイスに段階変化機能を加えることができるかを確立する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 31.114245664719455
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum networks require quantum nodes with coherent optical interfaces and multiple stationary qubits. In terms of optical properties, semiconductor quantum dots are highly compelling, but their adoption as quantum nodes has been impaired by the lack of auxiliary qubits. Here, we demonstrate a functional quantum register in a semiconductor quantum dot leveraging the dense, always-present nuclear spin ensemble. We prepare 13,000 host nuclear spins into a single many-body dark state to operate as the register logic state $|0\rangle$. The logic state $|1\rangle$ is defined as a single nuclear magnon excitation, enabling controlled quantum-state transfer between the electron spin qubit and the nuclear magnonic register. Using 130-ns SWAP gates, we implement a full write-store-retrieve-readout protocol with 68.6(4)% raw overall fidelity and a storage time of 130(16) $\mu$s in the absence of dynamical decoupling. Our work establishes how many-body physics can add step-change functionality to quantum devices, in this case transforming quantum dots into multi-qubit quantum nodes with deterministic registers.
• Abstract（参考訳）: 量子ネットワークは、コヒーレントな光インタフェースと複数の定常量子ビットを持つ量子ノードを必要とする。 光学特性の観点からは、半導体量子ドットは非常に魅力的であるが、量子ノードとしての採用は補助量子ビットの欠如によって妨げられている。 ここでは、高密度で常に現われる核スピンアンサンブルを利用した半導体量子ドットにおける機能量子レジスタを実証する。 13,000のホスト核スピンを1つの多体ダーク状態に準備し、レジスタ論理状態として$|0\rangle$として動作させる。 論理状態 $|1\rangle$ は単一の核マグノン励起として定義され、電子スピン量子ビットと核磁気レジスタの間の制御された量子状態移動を可能にする。 130nsのSWAPゲートを使用して、68.6(4)%の生の全体忠実度と130(16)$\mu$sのストレージを持つ書き込みストア-検索-読み出しプロトコルを実装した。 我々の研究は、量子ドットが決定論的レジスタを持つマルチ量子ビット量子ノードに変換される場合、量子デバイスに数体物理学がステップシフト機能を加えることができるかを確立する。

関連論文リスト

• Realizing fracton order from long-range quantum entanglement in programmable Rydberg atom arrays [45.19832622389592]
  量子情報のストアングには、量子デコヒーレンスと戦う必要があるため、時間の経過とともに情報が失われる。 誤り耐性の量子メモリを実現するために、局所的なノイズ源が別の状態に変化できないように設計された退化状態の量子重ね合わせに情報を格納したい。 このプラットフォームは、真のエラー耐性量子メモリの目標に向けて、特定の種類のエラーを検出し、修正することを可能にする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-07-08T12:46:08Z)
• Coherent spin qubit shuttling through germanium quantum dots [0.0]
  スピン量子ビットは、その量子情報を保存しながら、複数の量子ドットを通してシャトルすることができることを示す。 我々は強いスピン軌道相互作用が存在するにもかかわらず、ゲルマニウムのホールスピン量子ビットを用いてこれらの結果を達成した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-08-04T15:57:25Z)
• Quantum Optical Memory for Entanglement Distribution [52.77024349608834]
  長距離における量子状態の絡み合いは、量子コンピューティング、量子通信、および量子センシングを増強することができる。 過去20年間で、高忠実度、高効率、長期保存、有望な多重化機能を備えた量子光学記憶が開発された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-04-19T03:18:51Z)
• A Quantum Repeater Platform based on Single SiV$^-$ Centers in Diamond with Cavity-Assisted, All-Optical Spin Access and Fast Coherent Driving [45.82374977939355]
  量子鍵分布は、量子力学の原理に基づくセキュアな通信を可能にする。 量子リピータは大規模量子ネットワークを確立するために必要である。 量子リピータのための効率的なスピン光子インタフェースを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-10-28T14:33:24Z)
• Field-deployable Quantum Memory for Quantum Networking [62.72060057360206]
  実世界の展開とスケーリングの課題に対応するために設計された量子メモリを提示する。 メモリ技術は、温かいルビジウム蒸気を記憶媒体として利用し、室温で動作する。 我々は,高忠実度検索(95%)と低演算誤差(10-2)$を,単一光子レベルの量子メモリ操作に対して160$mu s$の記憶時間で示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-05-26T00:33:13Z)
• Native Conditional $i$SWAP Operation with Superconducting Artificial Atoms [14.279979630349288]
  量子状態を処理するコヒーレントデバイスは、情報を符号化する量子状態をルーティングする必要がある。 本稿では,超伝導量子プロセッサを用いた最小量子トランジスタを実験的に実証する。 このアーキテクチャは超伝導量子ビットを用いた量子情報処理に強い可能性を持っている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-03-18T08:16:51Z)
• Entanglement between a telecom photon and an on-demand multimode solid-state quantum memory [52.77024349608834]
  我々は,マルチモード固体量子メモリにおいて,通信光子と集合スピン励起の絡み合いを初めて示す。 量子メモリのエンタングルメントストレージを最大47.7$mu$sまで拡張し、最大10kmの距離で分離された量子ノード間のエンタングルメントの分配を可能にした。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-06-09T13:59:26Z)
• Heralded entanglement distribution between two absorptive quantum memories [7.245400332036547]
  吸収性量子メモリ間の密接な絡み合いの実験的実証 吸収量子メモリに基づく量子リピータは制限を克服することができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-01-13T09:17:10Z)
• A network-ready random-access qubits memory [0.0]
  フォトニック量子ビットメモリは多くの量子ネットワークプロトコルの重要な要素である。 光共振器の同じモードに結合した2つのルビジウム原子を用いた光子に対するランダムアクセス多重量子書き込みメモリを実証した。 読み書き効率は26%、コヒーレンス時間は1msに近づいた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-11-02T08:23:01Z)
• Adiabatic quantum state transfer in a semiconductor quantum-dot spin chain [0.0]
  半導体量子ドット電子スピンにおける断熱量子状態移動の証拠を示す。 シミュレーションに基づき, 単スピン固有状態と二スピン一重項状態とを正確に転送する確率は0.95を超えると推定した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-07-08T03:01:27Z)
• A Frequency-Multiplexed Coherent Electro-Optic Memory in Rare Earth Doped Nanoparticles [94.37521840642141]
  光の量子記憶は、長距離量子通信や分散量子コンピューティングのような量子技術において必須の要素である。 近年の研究では、希土類ドープナノ粒子では長い光学的およびスピンコヒーレンス寿命が観察可能であることが示されている。 我々は,Eu$3+$:Y$O$_3$ナノ粒子におけるコヒーレント光ストレージについて,SEMM(Stark Echo Modulation Memory)量子プロトコルを用いて報告する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-06-17T13:25:54Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。