論文の概要: Highly Tunable Two-Qubit Interactions in Si/SiGe Quantum Dots by Interchanging the Roles of Qubit-Defining Gates

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.20142v1
• Date: Tue, 23 Dec 2025 08:05:42 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-24 19:17:49.795172
• Title: Highly Tunable Two-Qubit Interactions in Si/SiGe Quantum Dots by Interchanging the Roles of Qubit-Defining Gates
• Title（参考訳）: Si/SiGe量子ドットにおける高波長2量子相互作用
• Authors: Jaemin Park, Hyeongyu Jang, Hanseo Sohn, Younguk Song, Lucas E. A. Stehouwer, Davide Degli Esposti, Giordano Scappucci, Dohun Kim,
• Abstract要約: シリコン量子ドットスピン量子ビットは、スケーラブルな量子コンピューティングのための有望なプラットフォームとなっている。 Si/SiGeヘテロ構造は、高い移動度と低いパーコレーション密度のためにスピン量子ビットをホストするために一般的に用いられる。 余剰結合は望ましくない単一量子ビットの位相シフトを引き起こすため、マルチ量子制御がより困難になる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.49185954211201754
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Silicon quantum dot spin qubits have become a promising platform for scalable quantum computing because of their small size and compatibility with industrial semiconductor manufacturing processes. Although Si/SiGe heterostructures are commonly used to host spin qubits due to their high mobility and low percolation density, the SiGe spacer creates a gap between the qubits and control electrodes, which limits the ability to tune exchange coupling. As a result, residual coupling leads to unwanted single-qubit phase shifts, making multi-qubit control more difficult. In this work, we explore swapping the roles of overlapping nanogates to overcome this issue. By reconfiguring the gate voltages, we demonstrate in situ role switching while maintaining multi-qubit control. Additionally, this method significantly improves the tunability of exchange coupling by several orders of magnitude over the traditional approach. This strategy reduces unintended single-qubit phase shifts and minimizes the complexity of multi-qubit control, supporting scalable growth with minimal experimental overhead.
• Abstract（参考訳）: シリコン量子ドットスピン量子ビットは、小さなサイズと工業用半導体製造プロセスとの互換性のため、スケーラブルな量子コンピューティングのための有望なプラットフォームとなっている。 Si/SiGeヘテロ構造は、高い運動量と低いパーコレーション密度のためにスピン量子ビットをホストするために一般的に使用されるが、SiGeスペーサーは、量子ビットと制御電極の間のギャップを生じ、交換結合をチューニングする能力を制限する。 その結果、残余結合は望ましくない単一キュービットの位相シフトを引き起こし、マルチキュービット制御がより困難になる。 本研究では,この問題を克服するために,ナノゲートの重なり合う役割の交換について検討する。 ゲート電圧を再構成することにより、マルチキュービット制御を維持しながら、その場でのロールスイッチングを実演する。 さらに,本手法は,従来の手法よりも数桁の精度で交換結合のチューニング性を大幅に向上させる。 この戦略は、意図しない単一キュービットの位相シフトを減らし、マルチキュービット制御の複雑さを最小化し、最小の実験オーバーヘッドでスケーラブルな成長をサポートする。

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