論文の概要: Effects of valley splitting on resonant-tunneling readout of spin qubits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.13289v1
- Date: Thu, 23 Jan 2025 00:26:48 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-01-24 15:55:49.202069
- Title: Effects of valley splitting on resonant-tunneling readout of spin qubits
- Title（参考訳）: スピン量子ビットの共鳴トンネル再生に及ぼす谷分割の影響
- Authors: Tetsufumi Tanamoto, Keiji Ono,
- Abstract要約: 谷分割が量子ビット状態の読み出しに及ぼす影響を理論的に3量子ドット(QD)システムで検討した。
3QDシステムの単一ユニットは、従来のトランジスタに接続されたキュービットQDとチャネルQDで構成されている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: The effect of valley splitting on the readout of qubit states is theoretically investigated in a three-quantum-dot (QD) system. A single unit of the three-QD system consists of qubit-QDs and a channel-QD that is connected to a conventional transistor. The nonlinear source--drain current characteristics under resonant-tunneling effects are used to distinguish different qubit states. Using nonequilibrium Green functions, the current formula for the three-QD system is derived when each QD has two valley energy levels. Two valley states in each QD are considered to be affected by variations in the fabrication process. We found that when valley splitting is smaller than Zeeman splitting, the current nonlinearity can improve the readout, provided that the nonuniformity of the valley energy levels is small. Conversely, when the valley splitting is larger than the Zeeman splitting, the nonuniformity degraded the readout. In both cases, we showed that there are regions where the measurement time $t_{\rm meas}$ is much less than the decoherence time $t_{\rm dec}$ such that $t_{\rm dec}/t_{\rm meas}>100$. This suggests that less than 1\% measurement error is anticipated, which opens up the possibility for implementing surface codes even in the presence of valley splitting.
- Abstract（参考訳）: 谷分割が量子ビット状態の読み出しに及ぼす影響を理論的に3量子ドット(QD)システムで検討した。
3QDシステムの単一ユニットは、従来のトランジスタに接続されたキュービットQDとチャネルQDで構成されている。
共振減衰効果下での非線形ソース-ドレイン電流特性は、異なる量子ビット状態の区別に使用される。
非平衡グリーン関数を用いて、3-QD系の現在の公式は、各QDが2つの谷エネルギーレベルを持つときに導かれる。
各QDにおける2つの谷の状態は、製造過程の変動によって影響を受けると考えられる。
谷の分断がゼーマン分断よりも小さい場合,谷のエネルギー準均一性が小さい場合,現在の非線形性は読み出しを改善できることがわかった。
逆に、谷の分断がゼーマンの分断よりも大きい場合、非均一性は読み出しを劣化させた。
どちらの場合も、測定時間 $t_{\rm meas}$ がデコヒーレンス時間 $t_{\rm dec} よりもはるかに小さい領域があることを示し、$t_{\rm dec}/t_{\rm meas}>100$ である。
このことから, 谷分割が存在する場合でも, 表面符号の実施可能性を高めるため, 測定誤差が1\%未満であることが示唆された。
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