論文の概要: MAViS: Modular Autonomous Virtualization System for Two-Dimensional Semiconductor Quantum Dot Arrays

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.12516v1
• Date: Tue, 19 Nov 2024 13:58:20 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-20 13:38:18.923425
• Title: MAViS: Modular Autonomous Virtualization System for Two-Dimensional Semiconductor Quantum Dot Arrays
• Title（参考訳）: MAViS:2次元量子ドットアレイのためのモジュール型自律仮想化システム
• Authors: Anantha S. Rao, Donovan Buterakos, Barnaby van Straaten, Valentin John, Cécile X. Yu, Stefan D. Oosterhout, Lucas Stehouwer, Giordano Scappucci, Menno Veldhorst, Francesco Borsoi, Justyna P. Zwolak,
• Abstract要約: ゲート定義の半導体量子ドットは、スケーラブルな量子プロセッサを構築するための主要な候補である。 密閉ゲートピッチのため、ゲート間の容量的クロストークは化学的ポテンシャルと相互結合の独立なチューニングを妨げる。 我々の研究は、大規模半導体量子ドットシステムの効率的な制御のためのエレガントで実用的な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
• License:
• Abstract: Arrays of gate-defined semiconductor quantum dots are among the leading candidates for building scalable quantum processors. High-fidelity initialization, control, and readout of spin qubit registers require exquisite and targeted control over key Hamiltonian parameters that define the electrostatic environment. However, due to the tight gate pitch, capacitive crosstalk between gates hinders independent tuning of chemical potentials and interdot couplings. While virtual gates offer a practical solution, determining all the required cross-capacitance matrices accurately and efficiently in large quantum dot registers is an open challenge. Here, we establish a Modular Automated Virtualization System (MAViS) -- a general and modular framework for autonomously constructing a complete stack of multi-layer virtual gates in real time. Our method employs machine learning techniques to rapidly extract features from two-dimensional charge stability diagrams. We then utilize computer vision and regression models to self-consistently determine all relative capacitive couplings necessary for virtualizing plunger and barrier gates in both low- and high-tunnel-coupling regimes. Using MAViS, we successfully demonstrate accurate virtualization of a dense two-dimensional array comprising ten quantum dots defined in a high-quality Ge/SiGe heterostructure. Our work offers an elegant and practical solution for the efficient control of large-scale semiconductor quantum dot systems.
• Abstract（参考訳）: ゲート定義半導体量子ドットの配列は、スケーラブルな量子プロセッサを構築するための主要な候補である。 スピン量子ビットレジスタの高忠実初期化、制御、読み出しには、静電気環境を定義する主要なハミルトンパラメータの厳密かつ目標とする制御が必要である。 しかし、密閉ゲートピッチのため、ゲート間の容量的クロストークは化学的ポテンシャルと相互結合の独立なチューニングを妨げる。 仮想ゲートは実用的な解決策を提供するが、大きな量子ドットレジスタにおいて、必要なクロスキャパシタンス行列を正確にかつ効率的に決定することは、オープンな課題である。 そこで我々は,マルチレイヤ仮想ゲートの完全なスタックをリアルタイムに構築するための,汎用的でモジュール化されたフレームワークであるMAViS(Modular Automated Virtualization System)を確立する。 本手法は,2次元電荷安定性図から特徴を高速に抽出する機械学習技術を用いる。 次に、コンピュータビジョンと回帰モデルを用いて、低トンネル結合と高トンネル結合の双方において、プランジャとバリアゲートの仮想化に必要な全ての相対容量結合を自己整合的に決定する。 MAViSを用いて、高品質Ge/SiGeヘテロ構造で定義された10個の量子ドットからなる高密度2次元アレイの正確な仮想化を実証した。 我々の研究は、大規模半導体量子ドットシステムの効率的な制御のためのエレガントで実用的なソリューションを提供する。

関連論文リスト

• Scalable quantum dynamics compilation via quantum machine learning [7.31922231703204]
  変分量子コンパイル(VQC)法は、高精度を維持しつつゲートコストを低減するために変分最適化を用いる。 1次元におけるシステムサイズと精度の両面で、我々のアプローチが最先端のコンパイル結果を上回ることが示されている(1$D)。 VQCを2次元(2次元)ストリップに準1次元処理で拡張し、標準的なトロッタライズ法よりも大きな資源優位性を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-09-24T18:00:00Z)
• Heterogeneous integration of spin-photon interfaces with a scalable CMOS platform [1.2253948665073315]
  局所的な量子通信ネットワークを用いた汎用量子コンピューティングは、何千もの論理量子ビットを符号化するために何百万もの物理量子ビットを必要とする。 スケーラブルなハードウェアモジュールアーキテクチャであるQuantum System-on-Chip(QSoC)を紹介する。 QSoCは、低温アプリケーション専用集積回路(ASIC)に統合されたスズ空き(SnV-)スピン量子ビットを含むコンパクトな2次元アレイ「量子マイクロチップレット」(QMC)を備えている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-08-28T04:06:11Z)
• Quantum Gate Optimization for Rydberg Architectures in the Weak-Coupling Limit [55.05109484230879]
  我々は,Rydberg tweezerシステムにおける2ビットゲートの機械学習支援設計を実演する。 我々は,高忠実度CNOTゲートを実装した最適パルス列を生成する。 単一量子ビット演算の局所的な制御は、原子列上で量子計算を行うのに十分であることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-06-14T18:24:51Z)
• A self-consistent field approach for the variational quantum eigensolver: orbital optimization goes adaptive [52.77024349608834]
  適応微分組立問題集合型アンザッツ変分固有解法(ADAPTVQE)における自己一貫したフィールドアプローチ(SCF)を提案する。 このフレームワークは、短期量子コンピュータ上の化学系の効率的な量子シミュレーションに使用される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-12-21T23:15:17Z)
• Multi-squeezed state generation and universal bosonic control via a driven quantum Rabi model [68.8204255655161]
  ボゾン自由度に対する普遍的な制御は、量子ベース技術の探求において鍵となる。 ここでは、駆動量子ラビモデルを介して、ボソニックモードの興味と相互作用する単一の補助的な2レベルシステムを考える。 ガウス門と非ガウス門の大きな類を決定論的に実現することは十分であることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-09-16T14:18:53Z)
• Colloquium: Advances in automation of quantum dot devices control [0.0]
  量子ドットの配列 (QD) はスケーラブルで結合された量子ビットシステムを実現するための有望な候補システムである。 所望のQD位置と電荷をゲート電圧にマッピングすることは、古典的な制御の問題となる。 近年,スクリプトベースのアルゴリズムと機械学習(ML)技術を組み合わせたデバイス制御を自動化する取り組みが盛んに行われている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-17T07:41:47Z)
• Realization of arbitrary doubly-controlled quantum phase gates [62.997667081978825]
  本稿では,最適化問題における短期量子優位性の提案に着想を得た高忠実度ゲートセットを提案する。 3つのトランペット四重項のコヒーレントな多レベル制御を編成することにより、自然な3量子ビット計算ベースで作用する決定論的連続角量子位相ゲートの族を合成する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-03T17:49:09Z)
• Automatic virtual voltage extraction of a 2x2 array of quantum dots with machine learning [0.0]
  量子ドットのクロスカップリングは実質的であり、それぞれの量子ドットを独立に制御することは困難である。 量子ドットの2x2配列におけるクロスキャパシタンスの効果を2xN配列に直接拡張できる理論的枠組みを開発する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-12-07T13:37:09Z)
• Entanglement transfer, accumulation and retrieval via quantum-walk-based qubit-qudit dynamics [50.591267188664666]
  高次元システムにおける量子相関の生成と制御は、現在の量子技術の展望において大きな課題である。 本稿では,量子ウォークに基づく移動・蓄積機構により,$d$次元システムの絡み合った状態が得られるプロトコルを提案する。 特に、情報を軌道角運動量と単一光子の偏光度にエンコードするフォトニック実装について述べる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-10-14T14:33:34Z)
• Designing high-fidelity multi-qubit gates for semiconductor quantum dots through deep reinforcement learning [0.0]
  シリコンの量子ドットに基づく量子プロセッサのための高忠実度マルチキュービットゲートを設計するための機械学習フレームワークを提案する。 我々は,高忠実度マルチキュービットゲートを実現するために,深部強化学習法を用いて最適制御パルスを設計する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-06-15T23:08:46Z)
• Simulating nonnative cubic interactions on noisy quantum machines [65.38483184536494]
  量子プロセッサは、ハードウェアに固有のものではないダイナミクスを効率的にシミュレートするためにプログラムできることを示す。 誤差補正のないノイズのあるデバイスでは、モジュールゲートを用いて量子プログラムをコンパイルするとシミュレーション結果が大幅に改善されることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-04-15T05:16:24Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。