論文の概要: Decoherence and fidelity enhancement during shuttling of entangled spin qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.19671v1
• Date: Tue, 24 Jun 2025 14:37:39 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-25 19:48:23.674755
• Title: Decoherence and fidelity enhancement during shuttling of entangled spin qubits
• Title（参考訳）: 絡み合ったスピン量子ビットのシャットリングにおけるデコヒーレンスと忠実度向上
• Authors: Yu-Ning Zhang, Aleksandr S. Mokeev, Viatcheslav V. Dobrovitski,
• Abstract要約: シャトルスピンに作用するノイズは複雑で異常な相関を示す。 これらの相関は、シャットリングの忠実度を高めるためにも利用することができる。 2つの連続的に回転する絡み合ったスピンの状態で論理量子ビットを符号化することにより、非常に遅いシャットリングであっても高い忠実性が得られることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 45.05458154702236
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Shuttling of spin qubits between different locations is a key element in many prospective semiconductor systems for quantum information processing, but the shuttled qubits should be protected from decoherence created by time- and space-dependent noises. Since the paths of different spin qubits are interrelated, the noises acting on the shuttled spins exhibit complex and unusual correlations. We appraise the role of these correlations using the concept of trajectories on random sheets, and demonstrate that they can drastically affect efficiency of the coherence protection. These correlations can also be exploited to enhance the shuttling fidelity, and we show that by encoding logical qubit in a state of two consequtively shuttled entangled spins, high fidelity can be achieved even for very slow shuttling. We identify the conditions favoring this encoding, and quantify improvement in the shuttling fidelity in comparison with the single-spin shuttling.
• Abstract（参考訳）: 異なる位置間のスピン量子ビットのシャットルは、量子情報処理のための多くの先進的な半導体システムにおいて重要な要素であるが、シャトルされた量子ビットは時間依存ノイズと空間依存ノイズによって生成されるデコヒーレンスから保護されるべきである。 異なるスピン量子ビットの経路は相互に関連しているため、シャトルされたスピンに作用するノイズは複雑で異常な相関を示す。 ランダムシート上のトラジェクトリの概念を用いて,これらの相関関係を評価し,コヒーレンス保護の効率に大きな影響を与えることを示す。 これらの相関は, シャットリングの忠実度を高めるためにも有効であり, 2つの連続的に回転する絡み合ったスピンの状態で論理量子ビットを符号化することにより, 非常に遅いシャットリングでも高い忠実度が得られることを示す。 この符号化を好む条件を特定し、シングルスピンシャットリングと比較して、シャットリング忠実度の改善を定量化する。

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