論文の概要: A heat-resilient hole spin qubit in silicon

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.15823v1
• Date: Fri, 19 Sep 2025 09:54:39 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-22 18:18:11.118683
• Title: A heat-resilient hole spin qubit in silicon
• Title（参考訳）: シリコンの耐熱性ホールスピン量子ビット
• Authors: V. Champain, G. Boschetto, H. Niebojewski, B. Bertrand, L. Mauro, M. Bassi, V. Schmitt, X. Jehl, S. Zihlmann, R. Maurand, Y. -M. Niquet, C. B. Winkelmann, S. De Franceschi, B. Martinez, B. Brun,
• Abstract要約: キュービットを操作するのに必要なマイクロ波パルスはスピン環境を過熱させる。 以上の結果から,スピン軌道誘起電気感受性から生じる熱感受性の根底にある電気的起源が明らかとなった。 驚くべきことに、熱感受性は磁場の角度に合わせて調整でき、熱効果に免疫してホールスピンが反射されるスイートスポットを露呈して、キャンセルすることさえできる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Recent advances in scaling up spin-based quantum processors have revealed unanticipated issues related to thermal effects. Microwave pulses required to manipulate and read the qubits are found to overheat the spins environment, which unexpectedly induces Larmor frequency shifts, reducing thereby gate fidelities. In this study, we shine light on these elusive thermal effects, by experimentally characterizing the temperature dependence of the Larmor frequency for a single hole spin in silicon. Our results unambiguously reveal an electrical origin underlying the thermal susceptibility, stemming from the spin-orbit-induced electric susceptibility. We perform an accurate modeling of the spin electrostatic environment and gyromagnetic properties, allowing us to pinpoint electric dipoles as responsible for these frequency shifts, that unfreeze as the temperature increases. Surprisingly, we find that the thermal susceptibility can be tuned with the magnetic field angle and can even cancel out, unveiling a sweet spot where the hole spin is rendered immune to thermal effects. These findings bear important implications for optimizing spin-based quantum processors fidelity.
• Abstract（参考訳）: スピンベースの量子プロセッサのスケールアップの最近の進歩は、熱効果に関する予期せぬ問題を明らかにしている。 キュービットを操作するのに必要なマイクロ波パルスはスピン環境を過熱させる。 本研究では,シリコンの単一孔スピンに対するラーモア周波数の温度依存性を実験的に評価することにより,これらの熱的効果に光を当てる。 その結果、スピン軌道誘起電気感受性から生じる熱感受性の根底にある電気的起源が明らかとなった。 我々は、スピン静電環境とジャイロ磁気特性の正確なモデリングを行い、温度が上昇するにつれて凍結するこれらの周波数シフトの原因となる電気双極子をピンポイントすることができる。 驚くべきことに、熱感受性は磁場角に合わせて調整でき、熱効果に免疫してホールスピンが反射されるスイートスポットを露呈して、キャンセルすることさえできる。 これらの発見はスピンベースの量子プロセッサの忠実度を最適化する上で重要な意味を持つ。

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