論文の概要: High-fidelity single-spin shuttling in silicon

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.07267v1
• Date: Tue, 11 Jun 2024 13:51:52 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-06-12 15:44:22.910923
• Title: High-fidelity single-spin shuttling in silicon
• Title（参考訳）: シリコン中における高忠実単一スピンシャットリング
• Authors: Maxim De Smet, Yuta Matsumoto, Anne-Marije J. Zwerver, Larysa Tryputen, Sander L. de Snoo, Sergey V. Amitonov, Amir Sammak, Nodar Samkharadze, Önder Gül, Rick N. M. Wasserman, Maximilian Rimbach-Russ, Giordano Scappucci, Lieven M. K. Vandersypen,
• Abstract要約: 電気ゲート電位を用いた異方性精製Si/SiGeヘテロ構造中の電子のシャットリングを報告する。 これにより、平均忠実度99%の200 ns以下の有効距離10m以上で電子を転位させることができる。 結果として、大規模半導体量子プロセッサの実現に向けた今後の取り組みが導かれる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The computational power and fault-tolerance of future large-scale quantum processors derive in large part from the connectivity between the qubits. One approach to increase connectivity is to engineer qubit-qubit interactions at a distance. Alternatively, the connectivity can be increased by physically displacing the qubits. This has been explored in trapped-ion experiments and using neutral atoms trapped with optical tweezers. For semiconductor spin qubits, several studies have investigated spin coherent shuttling of individual electrons, but high-fidelity transport over extended distances remains to be demonstrated. Here we report shuttling of an electron inside an isotopically purified Si/SiGe heterostructure using electric gate potentials. First, we form static quantum dots, and study how spin coherence decays as we repeatedly move a single electron between up to five dots. Next, we create a traveling wave potential to transport an electron in a moving quantum dot. This second method shows substantially better spin coherence than the first. It allows us to displace an electron over an effective distance of 10 {\mu}m in under 200 ns with an average fidelity of 99%. These results will guide future efforts to realize large-scale semiconductor quantum processors, making use of electron shuttling both within and between qubit arrays.
• Abstract（参考訳）: 将来の大規模量子プロセッサの計算能力とフォールトトレランスは、量子ビット間の接続性から大きく導かれる。 接続性を高める1つのアプローチは、Qubit-qubitインタラクションを遠隔で設計することである。 または、量子ビットを物理的に分解することで接続性を高めることができる。 これは閉じ込められたイオン実験や、光学的ツイーザーで閉じ込められた中性原子を用いて探索されている。 半導体スピン量子ビットでは、個々の電子のスピンコヒーレントシャットリングが研究されているが、遠距離での高忠実度輸送は証明されていない。 ここでは、電気ゲート電位を用いた異方性精製Si/SiGeヘテロ構造中の電子のシャットリングを報告する。 まず、静量子ドットを作り、スピンコヒーレンスがどのように崩壊するかを調べ、最大5つのドットの間で1つの電子を何度も移動させる。 次に、移動する量子ドット内の電子を輸送する移動波電位を生成する。 この第2の方法は、第1の方法よりもスピンコヒーレンスがかなり良いことを示す。 これにより、平均忠実度99%の200 ns以下の有効距離10 {\mu}mで電子を転位させることができる。 これらの結果は、クビットアレイ内および間を電子がシャットリングすることで、大規模半導体量子プロセッサの実現に向けた将来の取り組みを導く。

関連論文リスト

• Bound state of distant photons in waveguide quantum electrodynamics [137.6408511310322]
  遠い粒子間の量子相関は、量子力学の誕生以来謎のままである。 箱の中の2つの相互作用する粒子の最も単純な1次元のセットアップにおいて、新しい種類の有界量子状態を予測する。 このような状態は導波路量子電磁力学プラットフォームで実現できる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-03-17T09:27:02Z)
• Shuttling an electron spin through a silicon quantum dot array [0.0]
  数十マイクロメートルで分離された量子ビット間のコヒーレントなリンクは、スケーラブルな量子コンピューティングアーキテクチャを促進することが期待されている。 ここでは,28Si/SiGeヘテロ構造における4つのトンネル結合量子ドットの線形配列を用いて,短い量子リンクを生成する。 これらの実験では、ホップ当たりのスピンフリップ確率を推定し、ホップ当たり0.01%以下であると結論付ける。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-09-02T09:55:38Z)
• An electron-spin qubit platform assembled atom-by-atom on a surface [5.2557648054493065]
  原子間構造,コヒーレント操作,および表面上の複数の電子スピン量子ビットの読み出しを示すことにより,原子スケールの量子ビットプラットフォームを実証する。 我々の研究はアングストロームスケールの量子ビットプラットフォームの構築であり、そこでは電子スピンアレイを用いた量子関数が表面上に原子単位で構築された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-23T01:04:24Z)
• Relativistic aspects of orbital and magnetic anisotropies in the chemical bonding and structure of lanthanide molecules [60.17174832243075]
  本研究では, 重同族ランタノイドEr2およびTm2分子の電子的およびロ-振動状態について, 最先端相対論的手法を適用して検討した。 我々は、91のEr2と36のTm2電子ポテンシャルを2つの基底状態原子に解離させることで、信頼できるスピン軌道と相関による分裂を得ることができた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-07-06T15:34:00Z)
• Single electrons on solid neon as a solid-state qubit platform [10.980660117562438]
  新しいqubitプラットフォームは、長いコヒーレンス、高速な操作、大規模なスケーラビリティを具現化している。 電子-オン-ソリッド・ネオン量子ビットは、既に電荷量子ビットとして技術の状態の近くで機能している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-06-18T19:35:16Z)
• 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)
• Long-Distance Superexchange between Semiconductor Quantum-Dot Electron Spins [0.0]
  半導体量子ドットにおける電子スピン量子ビット間の長距離スピンチェーンによる超交換の証拠を示す。 超交換は量子ドットスピン量子ビット間の長距離結合を作るための有望な技術である。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-09-13T19:50:59Z)
• Electrically tuned hyperfine spectrum in neutral Tb(II)(Cp$^{\rm{iPr5}}$)$_2$ single-molecule magnet [64.10537606150362]
  分子電子レベルと核スピンレベルの両方を量子ビットとして用いることができる。 ドーパントを持つ固体系では、電場が核スピン量子ビットレベル間の間隔を効果的に変化させることが示されている。 この超微細スターク効果は量子コンピューティングにおける分子核スピンの応用に有用かもしれない。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-07-31T01:48:57Z)
• Spin shuttling in a silicon double quantum dot [0.0]
  2つの量子ドット間のスピンシャットリングの最小バージョンについて検討する。 不均一磁場におけるスピン軌道相互作用とゼーマン効果はスピンシャットリングにおいて重要な役割を果たす。 スピン不忠実度は1-F_slesssim 0.002$で、比較的高速なレベル速度は$alpha = 600, mu$eV/nsである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-07-07T16:33:06Z)
• Conditional quantum operation of two exchange-coupled single-donor spin qubits in a MOS-compatible silicon device [48.7576911714538]
  シリコンナノエレクトロニクスデバイスは、99.9%以上の忠実度を持つ単一量子ビット量子論理演算をホストすることができる。 イオン注入によりシリコン中に導入された単一のドナー原子に結合した電子のスピンに対して、量子情報は1秒近く保存することができる。 ここでは、シリコンに埋め込まれた31ドルPドナーの交換結合対における電子スピン量子ビットの条件付きコヒーレント制御を実証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-06-08T11:25:16Z)
• Entanglement generation via power-of-SWAP operations between dynamic electron-spin qubits [62.997667081978825]
  表面音響波(SAW)は、圧電材料内で動く量子ドットを生成することができる。 動的量子ドット上の電子スピン量子ビットがどのように絡み合うかを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-01-15T19:00:01Z)

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。