論文の概要: Omnidirectional shuttling to avoid valley excitations in Si/SiGe quantum wells

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.09574v1
• Date: Thu, 12 Dec 2024 18:53:13 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-13 13:31:07.249965
• Title: Omnidirectional shuttling to avoid valley excitations in Si/SiGe quantum wells
• Title（参考訳）: Si/SiGe量子井戸における谷の励起を避けるための全方位シャットリング
• Authors: Róbert Németh, Vatsal K. Bandaru, Pedro Alves, Merritt P. Losert, Emma Brann, Owen M. Eskandari, Hudaiba Soomro, Avani Vivrekar, M. A. Eriksson, Mark Friesen,
• Abstract要約: 本稿では,2次元シャットリングに基づくフルキュービットアーキテクチャを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Conveyor-mode shuttling is a key approach for implementing intermediate-range coupling between electron-spin qubits in quantum dots. Initial shuttling results are encouraging; however, long shuttling trajectories are guaranteed to encounter regions of low conduction-band valley energy splittings, due to the presence of random-alloy disorder in Si/SiGe quantum wells. Here, we theoretically explore two schemes for avoiding valley-state excitations at these valley minima, by allowing the electrons to detour around them. The multichannel shuttling scheme allows electrons to tunnel between parallel channels, while a two-dimensional (2D) shuttler provides full omnidirectional control. Through simulations, we estimate shuttling fidelities for these two schemes, obtaining a clear preference for the 2D shuttler. Based on these encouraging results, we propose a full qubit architecture based on 2D shuttling, which enables all-to-all connectivity within qubit plaquettes and high-fidelity communication between plaquettes.
• Abstract（参考訳）: 凸モードシャットリングは、量子ドットにおける電子スピン量子ビット間の中間領域結合を実装するための鍵となるアプローチである。 しかし、Si/SiGe量子井戸にランダムアロイ障害が存在するため、長いシャットリング軌道は低伝導域の谷のエネルギー分裂の領域に遭遇することが保証されている。 ここでは、これらの谷のミニマで谷の状態の励起を避けるための2つのスキームを理論的に探求する。 マルチチャネルシャットリング方式では、電子が平行チャネルの間をトンネルし、2次元(2D)シャトルが全方位制御を行う。 シミュレーションにより, この2つのスキームの閉鎖係数を推定し, 2次元シャトル機の明確な選好を得た。 これらの奨励的な結果に基づいて、2次元シャットリングに基づくフルキュービットアーキテクチャを提案し、これは、キュービットプラケット内の全対全接続と、プラケット間の高忠実な通信を可能にする。

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