論文の概要: Operating two exchange-only qubits in parallel
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.01191v1
- Date: Tue, 01 Apr 2025 21:12:31 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-04-03 13:18:53.564445
- Title: Operating two exchange-only qubits in parallel
- Title（参考訳）: 2つの交換専用キュービットを並列に動作させる
- Authors: Mateusz T. Mądzik, Florian Luthi, Gian Giacomo Guerreschi, Fahd A. Mohiyaddin, Felix Borjans, Jason D. Chadwick, Matthew J. Curry, Joshua Ziegler, Sarah Atanasov, Peter L. Bavdaz, Elliot J. Connors, J. Corrigan, H. Ekmel Ercan, Robert Flory, Hubert C. George, Benjamin Harpt, Eric Henry, Mohammad M. Islam, Nader Khammassi, Daniel Keith, Lester F. Lampert, Todor M. Mladenov, Randy W. Morris, Aditi Nethwewala, Samuel Neyens, René Otten, Linda P. Osuna Ibarra, Bishnu Patra, Ravi Pillarisetty, Shavindra Premaratne, Mick Ramsey, Andrew Risinger, John Rooney, Rostyslav Savytskyy, Thomas F. Watson, Otto K. Zietz, Anne Y. Matsuura, Stefano Pellerano, Nathaniel C. Bishop, Jeanette Roberts, James S. Clarke,
- Abstract要約: 線形配置で6個の量子ドットからなる2つの交換専用量子ビットの並列動作を示す。
また,iSWAPゲートとPauliスピンブロッキングリードアウト方式の実験実験を行った。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5543326375790769
- License:
- Abstract: Semiconductors are among the most promising platforms to implement large-scale quantum computers, as advanced manufacturing techniques allow fabrication of large quantum dot arrays. Various qubit encodings can be used to store and manipulate quantum information on these quantum dot arrays. Regardless of qubit encoding, precise control over the exchange interaction between electrons confined in quantum dots in the array is critical. Furthermore, it is necessary to execute high-fidelity quantum operations concurrently to make full use of the limited coherence of individual qubits. Here, we demonstrate the parallel operation of two exchange-only qubits, consisting of six quantum dots in a linear arrangement. Using randomized benchmarking techniques, we show that issuing pulses on the five barrier gates to modulate exchange interactions in a maximally parallel way maintains the quality of qubit control relative to sequential operation. The techniques developed to perform parallel exchange pulses can be readily adapted to other quantum-dot based encodings. Moreover, we show the first experimental demonstrations of an iSWAP gate and of a charge-locking Pauli spin blockade readout method. The results are validated using cross-entropy benchmarking, a technique useful for performance characterization of larger quantum computing systems; here it is used for the first time on a quantum system based on semiconductor technology.
- Abstract（参考訳）: 半導体は、大規模量子ドットアレイの製造を可能にする先進的な製造技術として、大規模量子コンピュータを実装する上で最も有望なプラットフォームの一つである。
様々なqubitエンコーディングを使用して、これらの量子ドットアレイ上の量子情報を保存し、操作することができる。
量子ビット符号化にかかわらず、配列内の量子ドットに閉じ込められた電子間の交換相互作用の正確な制御が重要である。
さらに、個々の量子ビットの限定コヒーレンスをフル活用するためには、高忠実な量子演算を同時に実行する必要がある。
ここでは、線形配置で6個の量子ドットからなる2つの交換専用量子ビットの並列動作を実演する。
ランダム化ベンチマーク手法を用いて,5つのバリアゲートにパルスを出力し,最大並列で交換相互作用を変調することにより,逐次動作に対するキュービット制御の品質を維持できることを示す。
並列交換パルスを実行するために開発された技術は、他の量子ドットベースの符号化に容易に適用できる。
さらに、iSWAPゲートと充電ロックされたPauliスピンブロッカド読み出し方式の実験実験を行った。
結果は、より大きな量子コンピューティングシステムの性能評価に有用なクロスエントロピーベンチマークを用いて検証される。
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