論文の概要: Physics-Informed Optimisation of Conveyor Mode Spin Qubit Transport

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.06943v1
• Date: Wed, 08 Oct 2025 12:27:14 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-09 16:41:20.482198
• Title: Physics-Informed Optimisation of Conveyor Mode Spin Qubit Transport
• Title（参考訳）: コンベヤモードスピン量子輸送の物理インフォームド最適化
• Authors: Andrii Sokolov, Conor Power, Elena Blokhina,
• Abstract要約: シリコン系量子ドットデバイスにおけるコンベヤモード電子輸送を可能にする静電バイアス方程式を最適化するための物理インフォームドアルゴリズムを提案する。 提案手法は, 自己整合ポアソンとシュロディンガーソルバを組み合わせることで, 一定の基底エネルギーを維持し, ほぼ一定速度のシャットリングを可能にする。 我々は,このアルゴリズムを,FD-SOI (Fully-Depleted Silicon on Insulator) ,SiMOS (Si Metal-Oxide-Seminconductor) ,Si-Germanium Heterostracture (Si/SiGe) の3つの代表的な技術で検証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.061173711613792085
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Scalable quantum information processing in spin-based architectures necessitates the a bility to reliably shuttle quantum states across extended device regions with minimal decoherence. In this work, we present a physics-informed algorithm for optimizing electrostatic bias equences that enable conveyor-mode electron transport in silicon-based quantum dot devices. Our approach combines self-consistent Poisson and Schrodinger solvers to maintain a constant ground state energy and enable near-constant velocity shuttling, with potential applicability to both single-electron and hole transport. We validate the algorithm across three representative technologies: Fully-Depleted Silicon on Insulator (FD-SOI), Silicon Metal-Oxide-Seminconductor (SiMOS) and Silicon-Germanium Heterostracture (Si/SiGe), highlighting key limitations and material-specific effects that influence transport fidelity. Our findings underscore the impact of gate geometry, dielectric interfaces, and quantum dot size on the stability of shuttling operations, and offer pathways toward improving coherence preservation in large-scale quantum systems.
• Abstract（参考訳）: スピンベースアーキテクチャにおけるスケーラブルな量子情報処理は、最小のデコヒーレンスで拡張されたデバイス領域に量子状態を確実に移行する能力を必要とする。 本研究では、シリコン系量子ドットデバイスにおけるコンベヤモード電子輸送を可能にする静電バイアス方程式を最適化するための物理インフォームドアルゴリズムを提案する。 提案手法では, 自己整合ポアソンとシュロディンガーソルバを組み合わせることで, 一定の基底エネルギーを維持し, ほぼ一定速度のシャットリングを可能とし, 単一電子輸送とホール輸送の両方に適用可能である。 本アルゴリズムは3つの代表的な技術(FD-SOI)、SiMOS(Si-Oxide-Seminconductor)、Si/SiGe(Si-Germanium Heterostracture))にまたがる。 本研究は, ゲート形状, 誘電体界面, 量子ドットサイズがシャットリング動作の安定性に及ぼす影響を明らかにし, 大規模量子システムにおけるコヒーレンス保存向上への道筋を提供する。

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