論文の概要: Computational Electromagnetics Meets Spin Qubits: Controlling Noise Effects in Quantum Sensing and Computing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.01830v2
- Date: Tue, 17 Sep 2024 06:11:21 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-18 22:10:43.465648
- Title: Computational Electromagnetics Meets Spin Qubits: Controlling Noise Effects in Quantum Sensing and Computing
- Title（参考訳）: スピン量子ビットに遭遇する計算電磁:量子センシングと計算におけるノイズ効果の制御
- Authors: Wenbo Sun, Sathwik Bharadwaj, Runwei Zhou, Dan Jiao, Zubin Jacob,
- Abstract要約: 低周波磁気ゆらぎノイズを制御するための量子計算電磁界フレームワークを提案する。
我々のフレームワークは、スピン量子ビット量子デバイスへの計算電磁法の応用を拡張している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 7.3485958640380025
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Solid-state spin qubits have emerged as promising platforms for quantum information. Despite extensive efforts in controlling noise in spin qubit quantum applications, one important but less controlled noise source is near-field electromagnetic fluctuations. Low-frequency (MHz and GHz) electromagnetic fluctuations are significantly enhanced near lossy material components in quantum applications, including metallic/superconducting gates necessary for controlling spin qubits in quantum computing devices and materials/nanostructures to be probed in quantum sensing. Although controlling this low-frequency electromagnetic fluctuation noise is crucial for improving the performance of quantum devices, current efforts are hindered by computational challenges. In this paper, we leverage advanced computational electromagnetics techniques, especially fast and accurate volume integral equation based solvers, to overcome the computational obstacle. We introduce a quantum computational electromagnetics framework to control low-frequency magnetic fluctuation noise and enhance spin qubit device performance. Our framework extends the application of computational electromagnetics to spin qubit quantum devices. Furthermore, we demonstrate the application of our framework in realistic quantum devices. Our work paves the way for device engineering to control magnetic fluctuations and improve the performance of spin qubit quantum sensing and computing.
- Abstract（参考訳）: 固体スピン量子ビットは量子情報のための有望なプラットフォームとして出現している。
スピン量子ビット量子応用におけるノイズ制御の広範な取り組みにもかかわらず、重要なが制御の少ないノイズ源の1つは、近接場電磁ゆらぎである。
低周波(MHzとGHz)の電磁ゆらぎは、量子コンピューティングデバイスでスピン量子ビットを制御するのに必要な金属/超伝導ゲートや、量子センシングで探る材料/ナノ構造など、量子アプリケーションにおける損失のある材料コンポーネントの近くで著しく強化されている。
量子デバイスの性能向上には、この低周波電磁ゆらぎノイズの制御が不可欠であるが、現在の取り組みは計算上の課題によって妨げられている。
本稿では,特に高速かつ高精度な体積積分方程式に基づく解法を応用して計算障害を克服する。
我々は、低周波磁気ゆらぎノイズを制御し、スピン量子ビットデバイスの性能を向上させるための量子計算電磁界フレームワークを導入する。
我々のフレームワークは、スピン量子ビット量子デバイスへの計算電磁法の応用を拡張している。
さらに,現実的な量子デバイスへの我々のフレームワークの適用を実演する。
我々の研究は、デバイス工学が磁気ゆらぎを制御し、スピン量子ビット量子センシングとコンピューティングの性能を向上させる方法である。
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