論文の概要: Geometric two-qubit gates in silicon-based double quantum dots

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.00601v1
• Date: Sun, 1 Sep 2024 03:39:22 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-09-06 13:43:27.551532
• Title: Geometric two-qubit gates in silicon-based double quantum dots
• Title（参考訳）: シリコン系二重量子ドットにおける幾何学的2量子ゲート
• Authors: Yong-Yang Lu, Kejin Wei, Chengxian Zhang,
• Abstract要約: シリコン系スピン量子ビットのための幾何学的2量子ゲートの実装戦略を提案する。 その結果, 実装された幾何ゲートは, 実験に伴う騒音レベルの99%を超える忠実度を得ることができることがわかった。
• 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: Achieving high-fidelity two-qubit gates is crucial for spin qubits in silicon double quantum dots. However, the two-qubit gates in experiments are easily suffered from charge noise, which is still a key challenge. Geometric gates which implement gate operations employing pure geometric phase are believed to be a powerful way to realize robust control. In this work, we theoretically propose feasible strategy to implement geometric two-qubit gates for silicon-based spin qubits considering experimental control environments. By working in the suitable region where the local magnetic field gradient is much larger than the exchange interaction, we are able to implement entangling and non-entangling geometric gates via analytical and numerical methods. It is found that the implemented geometric gates can obtain fidelities surpassing 99\% for the noise level related to the experiments. Also, they can outperform the dynamical opertations. Our work paves a way to implement high-fidelity geometric gate for spin qubits in silicon.
• Abstract（参考訳）: 高忠実な2量子ビットゲートを達成することは、シリコン二重量子ドットにおけるスピン量子ビットにとって不可欠である。 しかし、実験中の2量子ゲートは電荷ノイズに苦しめられやすいため、これは依然として重要な課題である。 純幾何学的位相を用いたゲート操作を実装する幾何学的ゲートは、堅牢な制御を実現するための強力な方法であると考えられている。 本研究では, 実験制御環境を考慮したシリコン系スピン量子ビットのための幾何学的2量子ゲートの実現のための, 理論的に実現可能な戦略を提案する。 局所磁場勾配が交換相互作用よりもはるかに大きい適切な領域で作業することにより、解析的および数値的手法によりエンタングリングおよび非エンタングリング幾何学ゲートを実装することができる。 その結果, 実装された幾何ゲートは, 実験に伴う騒音レベルに対して, 99\%を超える忠実度を得ることができることがわかった。 また、動的操作よりも優れています。 我々の研究は、シリコン中のスピン量子ビットのための高忠実な幾何ゲートを実装する方法である。

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