論文の概要: Robustness of electron charge shuttling: Architectures, pulses, charge defects and noise thresholds
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.03315v1
- Date: Tue, 6 Aug 2024 17:39:48 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-07 13:28:24.998704
- Title: Robustness of electron charge shuttling: Architectures, pulses, charge defects and noise thresholds
- Title（参考訳）: 電子電荷シャットリングのロバスト性:アーキテクチャ、パルス、電荷欠陥、ノイズ閾値
- Authors: Minjun Jeon, Simon C. Benjamin, Andrew J. Fisher,
- Abstract要約: 単純なSi/SiO2デバイスに対する様々な「コンベヤベルト」シャットリングシナリオを数値シミュレーションした。
本研究の結果から,コンベヤベルトシャットリングは半導体量子デバイスにおける接続性に優れた候補である,という結論が得られた。
- 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: In semiconductor-based quantum technologies, the capability to shuttle charges between components is profoundly enabling. We numerically simulated various "conveyor-belt" shuttling scenarios for simple Si/SiO2 devices, explicitly modelling the electron's wave function using grid-based split-operator methods and a time-dependent 2D potential (obtained from a Poisson solver). This allowed us to fully characterise the electron loss probability and excitation fraction. Remarkably, with as few as three independent electrodes the process can remain near-perfectly adiabatic even in the presence of pulse imperfection, nearby charge defects, and Johnson-Nyquist noise. Only a substantial density of charge defects, or defects at 'adversarial' locations, can catastrophically disrupt the charge shuttling. While we do not explicitly model the spin or valley degrees of freedom, our results from this charge propagation study support the conclusion that conveyor-belt shuttling is an excellent candidate for providing connectivity in semiconductor quantum devices.
- Abstract（参考訳）: 半導体ベースの量子技術では、部品間で電荷を伝達する能力は極めて有効である。
格子型分割演算法と時間依存2次元ポテンシャル(ポアソン解法から得られる)を用いて電子の波動関数を明示的にモデル化し、単純なSi/SiO2デバイスに対する様々な「コンベヤベルト」シャットリングシナリオを数値シミュレーションした。
これにより電子損失確率と励起率を完全に特徴づけることができた。
注目すべきは、パルス不完全性、近傍の電荷欠陥、ジョンソン-ニキストノイズの存在下でも、わずか3つの独立した電極でほぼ完璧な断熱性を維持することができることである。
電荷欠陥のかなりの密度、あるいは「敵」位置の欠陥だけが、電荷のシャットリングを破滅的に破壊することができる。
我々はスピンやバレーの自由度を明示的にモデル化していないが、この電荷伝播研究の結果は、コンベヤベルトのシャットリングが半導体量子デバイスにおける接続性を提供するための優れた候補である、という結論を支持している。
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