論文の概要: A two-dimensional 10-qubit array in germanium with robust and localised qubit control

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.16044v1
• Date: Fri, 20 Dec 2024 16:47:39 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-23 16:22:48.035187
• Title: A two-dimensional 10-qubit array in germanium with robust and localised qubit control
• Title（参考訳）: 頑健かつ局所的な量子ビット制御を持つゲルマニウム中の2次元10量子ビットアレイ
• Authors: Valentin John, Cécile X. Yu, Barnaby van Straaten, Esteban A. Rodríguez-Mena, Mauricio Rodríguez, Stefan Oosterhout, Lucas E. A. Stehouwer, Giordano Scappucci, Stefano Bosco, Maximilian Rimbach-Russ, Yann-Michel Niquet, Francesco Borsoi, Menno Veldhorst,
• Abstract要約: 量子コンピュータは、高い忠実度を持つ量子ビットの体系的な操作を必要とする。 ゲルマニウムのホールでは、スピン軌道相互作用により、電気的高速かつ高忠実なクビットゲートをテクスチンシチューで結ぶことができる。 ここでは, 材料成長, デバイス製造, キュービット制御の進歩を活用して, 二次元10スピンキュービットアレイを実現する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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• Abstract: Quantum computers require the systematic operation of qubits with high fidelity. For holes in germanium, the spin-orbit interaction allows for \textit{in situ} electric fast and high-fidelity qubit gates. However, the interaction also causes a large qubit variability due to strong g-tensor anisotropy and dependence on the environment. Here, we leverage advances in material growth, device fabrication, and qubit control to realise a two-dimensional 10-spin qubit array, with qubits coupled up to four neighbours that can be controlled with high fidelity. By exploring the large parameter space of gate voltages and quantum dot occupancies, we demonstrate that plunger gate driving in the three-hole occupation enhances electric-dipole spin resonance (EDSR), creating a highly localised qubit drive. Our findings, confirmed with analytical and numerical models, highlight the crucial role of intradot Coulomb interaction and magnetic field direction. Furthermore, the ability to engineer qubits for robust control is a key asset for further scaling.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピュータは、高い忠実度を持つ量子ビットの体系的な操作を必要とする。 ゲルマニウムのホールの場合、スピン軌道相互作用は電気的高速かつ高忠実なクビットゲートを可能にする。 しかし、相互作用は、強いg-テンソル異方性と環境への依存により、大きな量子ビットの変動を引き起こす。 ここでは, 材料成長, デバイス製造, およびキュービット制御の進歩を活用して, 高忠実度で制御できる4つの近傍に結合した2次元10スピンキュービットアレイを実現する。 ゲート電圧と量子ドット占有率の大きなパラメータ空間を探索することにより、3ホール占有時のプランジャーゲート駆動により電気双極子スピン共鳴(EDSR)が促進され、高度に局所化された量子ビットドライブが生成されることを示す。 解析的および数値的モデルで確認した本研究は,ドット内クーロン相互作用と磁場方向の重要な役割を浮き彫りにした。 さらに、堅牢な制御のためにキュービットを設計する能力は、さらなるスケーリングのための重要な資産である。

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