論文の概要: Violating Bell's inequality in gate-defined quantum dots

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.15778v1
• Date: Mon, 22 Jul 2024 16:31:00 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-23 14:11:00.934479
• Title: Violating Bell's inequality in gate-defined quantum dots
• Title（参考訳）: ゲート定義量子ドットにおけるベルの不等式
• Authors: Paul Steinacker, Tuomo Tanttu, Wee Han Lim, Nard Dumoulin Stuyck, MengKe Feng, Santiago Serrano, Ensar Vahapoglu, Rocky Y. Su, Jonathan Y. Huang, Cameron Jones, Kohei M. Itoh, Fay E. Hudson, Christopher C. Escott, Andrea Morello, Andre Saraiva, Chih Hwan Yang, Andrew S. Dzurak, Arne Laucht,
• Abstract要約: 我々は、ゲート定義量子ドットの絡み合いを達成するために、シリコン中のスピン量子ビットの高度なプロトコルを用いる。 我々は、読み出し誤差を補正することなく97.17%のベル状態忠実度を示し、2sqrt2の理論的最大値に近いS = 2.731のベル信号でベルの不等式に違反した。 測定値は, 温度1.1K, エンタングルメント寿命100mにおいても, 古典的限界を超えている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.2710076220210935
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The superior computational power promised by quantum computers utilises the fundamental quantum mechanical principle of entanglement. However, achieving entanglement and verifying that the generated state does not follow the principle of local causality has proven difficult for spin qubits in gate-defined quantum dots, as it requires simultaneously high concurrence values and readout fidelities to break the classical bound imposed by Bell's inequality. Here we employ advanced operational protocols for spin qubits in silicon, such as heralded initialization and calibration via gate set tomography (GST), to reduce all relevant errors and push the fidelities of the full 2-qubit gate set above 99%. We demonstrate a 97.17% Bell state fidelity without correcting for readout errors and violate Bell's inequality with a Bell signal of S = 2.731 close to the theoretical maximum of 2{\sqrt{2}}. Our measurements exceed the classical limit even at elevated temperatures of 1.1K or entanglement lifetimes of 100 {\mu}s.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピュータによって約束される優れた計算力は、絡み合いの基本的な量子力学的原理を利用する。 しかし、絡み合いを達成し、生成状態が局所因性の原理に従わないことを検証することは、ベルの不等式によって課される古典的境界を破るために高いコンカレンス値と読み出し忠実さを同時に要求するため、ゲート定義量子ドットにおけるスピン量子ビットにとって困難であることが証明された。 ここでは、ゲートセットトモグラフィー(GST)による初期化や校正など、シリコン中のスピン量子ビットに対する高度な操作プロトコルを用いて、関連するすべてのエラーを低減し、99%以上のフル2量子ビットゲートの忠実度をプッシュする。 我々は、読み出し誤差を補正することなく97.17%のベル状態忠実度を示し、2{\sqrt{2}}の理論的最大値に近いS = 2.731のベル信号でベルの不等式に違反する。 測定値は, 温度1.1K, エンタングルメント寿命100 {\mu}においても, 古典的限界を超えている。

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