論文の概要: Readout sweet spots for spin qubits with strong spin-orbit interaction

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.15878v1
• Date: Wed, 21 May 2025 17:54:48 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-23 17:12:47.836823
• Title: Readout sweet spots for spin qubits with strong spin-orbit interaction
• Title（参考訳）: 強いスピン-軌道相互作用を持つスピン量子ビットの読み出しスイートスポット
• Authors: Domonkos Svastits, Bence Hetényi, Gábor Széchenyi, James Wootton, Daniel Loss, Stefano Bosco, András Pályi,
• Abstract要約: 二重量子ドットにおける半導体スピン量子ビットに対する電荷センシングに基づく読み出しをモデル化する。 我々は、センサの電荷ノイズ、残留トンネル、および$g$テンソル変調が読み出し精度を低下させる方法について定量化する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Qubit readout schemes often deviate from ideal projective measurements, introducing critical issues that limit quantum computing performance. In this work, we model charge-sensing-based readout for semiconductor spin qubits in double quantum dots, and identify key error mechanisms caused by the back-action of the charge sensor. We quantify how the charge noise of the sensor, residual tunneling, and $g$-tensor modulation degrade readout fidelity, induce a mixed post-measurement state, and cause leakage from the computational subspace. For state-of-the-art systems with strong spin-orbit interaction and electrically tunable $g$-tensors, we identify a readout sweet spot, that is, a special device configuration where readout is closest to projective. Our framework provides a foundation for developing effective readout error mitigation strategies, with broad applications for optimizing readout performance for a variety of charge-sensing techniques, advancing quantum protocols, and improving adaptive circuits for error correction.
• Abstract（参考訳）: ビット読み出し方式はしばしば理想的な射影測定から逸脱し、量子コンピューティングの性能を制限する重要な問題を導入する。 本研究では、二重量子ドットにおける半導体スピン量子ビットの電荷センシングに基づく読み出しをモデル化し、電荷センサのバックアクションに起因する鍵エラー機構を同定する。 我々は、センサの電荷ノイズ、残留トンネル、および$g$-tensor modulationが読み出し精度を低下させ、混合測定後の状態を誘導し、計算部分空間から漏れを引き起こすかを定量化する。 強いスピン軌道相互作用と電気的に調整可能な$g$-tensorsを持つ最先端のシステムでは、読み出し可能なスイートスポット、すなわち、読み出しが射影に最も近い特別なデバイス構成を特定する。 我々のフレームワークは、様々な電荷センシング技術に対する読み出し性能の最適化、量子プロトコルの進歩、誤り訂正のための適応回路の改善など、効果的な読み出し誤差軽減戦略を開発するための基盤を提供する。

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