論文の概要: Suppressing Si Valley Excitation and Valley-Induced Spin Dephasing for Long-Distance Shuttling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.11695v1
• Date: Mon, 18 Nov 2024 16:17:24 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-19 14:26:55.807353
• Title: Suppressing Si Valley Excitation and Valley-Induced Spin Dephasing for Long-Distance Shuttling
• Title（参考訳）: 長距離シャットリングにおけるSiシリコンバレーの励起抑制とシリコンバレーによるスピンデファス化
• Authors: Yasuo Oda, Merritt P. Losert, Jason P. Kestner,
• Abstract要約: シリコン量子ドットにおける電子スピンシャットリング中の誤差を抑制するスケーラブルなプロトコルを提案する。 最適化により、シャットリングパスの1つの小さなセグメント上のシャットリング速度プロファイルが洗練される。 このプロトコルは、シリコンスピンベースの量子コンピューティングデバイスにおける高忠実度量子トランスポートのためのチップスケールソリューションを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: We present a scalable protocol for suppressing errors during electron spin shuttling in silicon quantum dots. The approach maps the valley Hamiltonian to a Landau-Zener problem to model the nonadiabatic dynamics in regions of small valley splitting. An optimization refines the shuttling velocity profile over a single small segment of the shuttling path. The protocol reliably returns the valley state to the ground state at the end of the shuttle, disentangling the spin and valley degrees of freedom, after which a single virtual $z$-rotation on the spin compensates its evolution during the shuttle. The time cost and complexity of the error suppression is minimal and independent of the distance over which the spin is shuttled, and the maximum velocities imposed by valley physics are found to be orders of magnitude larger than current experimentally achievable shuttling speeds. This protocol offers a chip-scale solution for high-fidelity quantum transport in silicon spin-based quantum computing devices.
• Abstract（参考訳）: シリコン量子ドットにおける電子スピンシャットリング中の誤差を抑制するスケーラブルなプロトコルを提案する。 このアプローチは、バレー・ハミルトンをランダウ・ツェナー問題にマッピングし、小さな谷分割領域の非断熱力学をモデル化する。 最適化により、シャットリングパスの1つの小さなセグメント上のシャットリング速度プロファイルが洗練される。 このプロトコルは、シャトルの終端の谷の状態を確実に基底状態に戻し、スピンとバレーの自由度を遠ざけ、その後、スピン上の1つの仮想的な$z$-回転がシャトルの進化を補う。 誤差抑制の時間コストと複雑さは、スピンがシャトルされる距離によらず、最小限であり、バレー物理学によって課される最大速度は、現在の実験的に達成可能なシャットリング速度よりも桁違いに大きい。 このプロトコルは、シリコンスピンベースの量子コンピューティングデバイスにおける高忠実度量子トランスポートのためのチップスケールソリューションを提供する。

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