論文の概要: Effect of Stochastic Charge Noise in Si/SiGe Quantum-Dot Spin Qubits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.22189v1
- Date: Sat, 25 Oct 2025 06:52:14 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-28 15:28:14.904103
- Title: Effect of Stochastic Charge Noise in Si/SiGe Quantum-Dot Spin Qubits
- Title（参考訳）: Si/SiGe量子ドットスピンビットにおける確率電荷ノイズの影響
- Authors: Wei-en Chiu, Chia-Hsien Huang, Yi-Hsien Wu, Hsi-Sheng Goan,
- Abstract要約: Si/SiGe量子ドットでは、スピン量子ビットのデコヒーレンス挙動は通常、電荷ノイズの非マルコフ効果から生じる。
本稿では,Si/SiGe量子ドットにおけるスピン量子ビットのデコヒーレンス挙動を特徴付けるスピンフォノンモデルを提案する。
最適化された制御パルスは,非マルコフ型1/f電荷雑音の誤差寄与を著しく低減できることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.4169475278597459
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In Si/SiGe quantum dots, the decoherence behavior of spin qubits usually comes from the non-Markovian effect of the charge noise. To improve the performance of using the coherent noise models in the decoherence simulation and tomography analysis, here we propose a spin-phonon model derived from the electric dipole spin resonance to characterize the decoherence behavior of the spin qubit in a Si/SiGe quantum dot. Utilizing a 1/f spectrum to characterize quantum noise correlation, our stochastic model can yield a more precise prediction of decoherence compared to a random coherence model. We also use gate set tomography (GST) to address the error generator and analyze the model violation coming from the non-Markovian effect. Based on the results, we attribute certain error generators of this model to the incoherence error, which avoids the scenario of using too large a coherent noise strength in the previous study to account for the experimentally observed decoherence times, and thus underestimates the gate fidelity. We also perform a gate optimization and show that our optimized control pulse can substantially reduce the error contribution of the incoherent non-Markovian 1/f charge noise. We further demonstrate that the optimized pulse against incoherent noise is more robust against coherent noise than the regular Gaussian pulse through a filter function analysis in a CPMG protocol, demonstrating the significant effectiveness of the optimized pulse.
- Abstract（参考訳）: Si/SiGe量子ドットでは、スピン量子ビットのデコヒーレンス挙動は通常、電荷ノイズの非マルコフ効果から生じる。
電子双極子スピン共鳴によるスピンフォノンモデルを提案し,Si/SiGe量子ドットにおけるスピン量子ビットのデコヒーレンス挙動を特徴付ける。
量子ノイズ相関を特徴付けるために1/fスペクトルを用いることで、確率モデルはランダムコヒーレンスモデルよりもデコヒーレンスをより正確に予測することができる。
また,ゲートセットトモグラフィー(GST)を用いて,非マルコフ効果によるモデル違反を解析する。
この結果から, このモデルの一部の誤差発生器を不整合誤差とみなし, 既往の研究において, 過大なコヒーレント雑音強度を用いることで, 実験的に観測されたデコヒーレンス時間を考慮し, ゲートの忠実度を過小評価する。
また、ゲート最適化を行い、最適化された制御パルスが非マルコフ型1/f電荷雑音の誤差寄与を大幅に低減できることを示す。
さらに、CPMGプロトコルにおけるフィルタ関数解析により、非コヒーレントノイズに対する最適化パルスが正規ガウスパルスよりもコヒーレントノイズに対してより堅牢であることを示し、最適化パルスの有効性を示す。
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