論文の概要: Spin-orbit-enabled realization of arbitrary two-qubit gates on moving spins

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.08394v1
• Date: Mon, 11 Aug 2025 18:35:17 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-13 21:07:34.207797
• Title: Spin-orbit-enabled realization of arbitrary two-qubit gates on moving spins
• Title（参考訳）: 回転スピン上の任意の2量子ゲートのスピン軌道対応実現
• Authors: D. Fernández-Fernández, Y. Matsumoto, L. M. K. Vandersypen, G. Platero, S. Bosco,
• Abstract要約: 大型スピン軌道相互作用(SOI)は任意の高忠実な2量子ビット(2Q)ゲートを実装するために利用することができる。 停止速度と待ち時間を制御することにより,任意の高忠実度2Qゲートを実現することができることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Shuttling spin qubits in systems with large spin-orbit interaction (SOI) can cause errors during motion. However, in this work, we demonstrate that SOI can be harnessed to implement an arbitrary high-fidelity two-qubit (2Q) gate. We consider two spin qubits defined in a semiconductor double quantum dot that are smoothly moved toward each other by gate voltages. We show that an arbitrary high-fidelity 2Q gate can be realized by controlling the shuttling speed and waiting times, and leveraging strong intrinsic or extrinsic SOI. Crucially, performing 2Q operations during qubit transport enables a one-step realization of a wide range of 2Q gates, which often involve several steps when implemented using static dots. Our findings establish a practical route toward direct implementation of any 2Q gate via spin shuttling, significantly reducing control overhead in scalable quantum computing architectures.
• Abstract（参考訳）: 大きなスピン軌道相互作用(SOI)を持つ系におけるスピン量子ビットのシャットリングは、運動中にエラーを引き起こす。 しかし,本研究ではSOIを用いて任意の高忠実度2量子ビット(2Q)ゲートを実装できることを実証する。 半導体二重量子ドットで定義される2つのスピン量子ビットは、ゲート電圧によって互いに滑らかに移動する。 閉鎖速度と待ち時間を制御し,本質的あるいは外生的なSOIを活用することにより,任意の高忠実度2Qゲートを実現することができることを示す。 重要なことに、qubitトランスポート中に2Q操作を実行することで、静的ドットを使用して実装する際のいくつかのステップを含む、幅広い2Qゲートのワンステップ実現が可能になる。 本研究は,スピンシャットリングによる2Qゲートの直接実装に向けた実践的経路を確立し,スケーラブルな量子コンピューティングアーキテクチャにおける制御オーバーヘッドを著しく低減する。

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