論文の概要: Exchange-Only Spin-Orbit Qubits in Silicon and Germanium

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.05461v1
• Date: Mon, 7 Oct 2024 19:46:59 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-11-01 18:37:46.420896
• Title: Exchange-Only Spin-Orbit Qubits in Silicon and Germanium
• Title（参考訳）: シリコンとゲルマニウムの交換専用スピン軌道量子
• Authors: Stefano Bosco, Maximilian Rimbach-Russ,
• Abstract要約: 本稿では、スピン軌道相互作用を利用して量子ゲートを実装する交換のみのスピン軌道量子ビットを提案する。 我々の符号化は、ホールスピン特性における大きな局所的変動に対して堅牢である。 複雑なマルチステップシーケンスを必要とする現在の交換専用キュービットとは異なり、我々のキュービット設計は低遅延2キュービットゲートを1ステップで実現している。
• 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: The strong spin-orbit interaction in silicon and germanium hole quantum dots enables all-electric microwave control of single spins but is unsuited for multi-spin exchange-only qubits that rely on scalable discrete signals to suppress cross-talk and heating effects in large quantum processors. Here, we propose an exchange-only spin-orbit qubit that utilizes spin-orbit interactions to implement qubit gates and keeps the beneficial properties of the original encoding. Our encoding is robust to significant local variability in hole spin properties and, because it operates with two degenerate states, it eliminates the need for the rotating frame, avoiding the technologically demanding constraints of fast clocks and precise signal calibration. Unlike current exchange-only qubits, which require complex multi-step sequences prone to leakage, our qubit design enables low-leakage two-qubit gates in a single step, addressing critical challenges in scaling spin qubits.
• Abstract（参考訳）: シリコンとゲルマニウムの量子ドットにおける強いスピン軌道相互作用は、単一スピンの完全なマイクロ波制御を可能にするが、大規模量子プロセッサのクロストークと加熱効果を抑制するためにスケーラブルな離散信号に依存するマルチスピン交換のみの量子ビットには適さない。 本稿では、スピン軌道相互作用を利用して量子ビットゲートを実装し、元の符号化の有益性を維持する交換専用スピン軌道量子ビットを提案する。 我々の符号化は、ホールスピン特性のかなりの局所変動に対して堅牢であり、2つの退化状態で動作するため、高速クロックの技術的制約や正確な信号キャリブレーションを回避し、回転フレームの必要性を排除している。 複雑なマルチステップシーケンスを必要とする現在の交換専用キュービットとは異なり、我々のキュービット設計では、スピンキュービットのスケーリングにおいて重要な課題に対処し、低遅延の2キュービットゲートを単一ステップで実現している。

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