論文の概要: High-throughput assessment of defect-nuclear spin register controllability for quantum memory applications
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.10778v1
- Date: Fri, 17 May 2024 13:39:51 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-20 16:03:21.644419
- Title: High-throughput assessment of defect-nuclear spin register controllability for quantum memory applications
- Title（参考訳）: 量子メモリ応用のための欠陥核スピンレジスタ制御の高スループット評価
- Authors: Filippos Dakis, Evangelia Takou, Edwin Barnes, Sophia E. Economou,
- Abstract要約: 核スピンレジスタに結合した欠陥システムの制御性を評価するための効率的な手法を提案する。
エンタングリングゲート動作の性能を定量化し、レジスタのサイズと不要核スピンの存在を考慮し、達成可能なゲート忠実度を示す。
- 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: Quantum memories play a key role in facilitating tasks within quantum networks and quantum information processing, including secure communications, advanced quantum sensing, and distributed quantum computing. Progress in characterizing large nuclear spin registers coupled to defect electronic spins has been significant, but selecting memory qubits remains challenging due to the multitude of possible assignments. Numerical simulations for evaluating entangling gate fidelities encounter obstacles, restricting research to small registers, while experimental investigations are time-consuming and often limited to well-understood samples. Here we present an efficient methodology for systematically assessing the controllability of defect systems coupled to nuclear spin registers. We showcase the approach by investigating the generation of entanglement links between defects in SiC and randomly selected sets of nuclear spins within the two-species ($^{13}$C and $^{29}$Si) nuclear register. We quantify the performance of entangling gate operations and present the achievable gate fidelities, considering both the size of the register and the presence of unwanted nuclear spins. We find that some control sequences perform better than others depending on the number of target versus bath nuclei. This efficient approach is a guide for both experimental investigation and engineering, facilitating the high-throughput exploration of suitable defect systems for quantum memories.
- Abstract（参考訳）: 量子メモリは、セキュアな通信、高度な量子センシング、分散量子コンピューティングを含む量子ネットワークや量子情報処理におけるタスクの促進に重要な役割を果たしている。
欠陥電子スピンと結合した大きな核スピンレジスタのキャラクタリゼーションの進歩は重要であるが、メモリ量子ビットの選択には多くの課題が伴うため、依然として困難である。
絡み合うゲートの忠実度を評価するための数値シミュレーションは障害に遭遇し、研究を小さなレジスタに制限する一方、実験は時間がかかり、よく理解されたサンプルに限られる。
本稿では,核スピンレジスタに結合した欠陥システムの制御性を系統的に評価する効率的な手法を提案する。
SiCの欠陥とランダムに選択された2種の核スピン群($^{13}$Cおよび$^{29}$Si)の絡み合いリンクの生成について検討した。
エンタングリングゲート動作の性能を定量化し、レジスタのサイズと不要核スピンの存在を考慮し、達成可能なゲート忠実度を示す。
標的核数と浴槽核数によっては,一部の制御シーケンスが他より優れていることが判明した。
この効率的なアプローチは、実験と工学の両方のためのガイドであり、量子メモリに適した欠陥システムの高速な探索を容易にする。
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