論文の概要: Decoherence-protected entangling gates in a silicon carbide quantum node

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.03296v1
• Date: Tue, 03 Feb 2026 09:22:49 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-04 18:37:15.355141
• Title: Decoherence-protected entangling gates in a silicon carbide quantum node
• Title（参考訳）: ケイ素炭化物量子ノードにおけるデコヒーレンス保護エンタングリングゲート
• Authors: Shuo Ren, Rui-Jian Liang, Zhen-Xuan He, Ji-Yang Zhou, Wu-Xi Lin, Zhi-He Hao, Bing Chen, Tao Tu, Jin-Shi Xu, Chuan-Feng Li, Guang-Can Guo,
• Abstract要約: 電子スピンが量子プロセッサとして働き、核スピンが量子メモリとして機能する、炭化ケイ素の完全機能量子ノードを実証する。 我々は、量子ノード内の絡み合った状態を決定的に準備し、特定の量子ネットワークアーキテクチャのフォールトトレランスしきい値を超える90%の忠実度を達成する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.217021334833737
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Solid-state color centers are promising candidates for nodes in quantum network architectures. However, realizing scalable and fully functional quantum nodes, comprising both processor and memory qubits with high-fidelity universal gate operations, remains a central challenge in this field. Here, we demonstrate a fully functional quantum node in silicon carbide, where electron spins act as quantum processors and nuclear spins serve as quantum memory. Specifically, we design a pulse sequence that combines dynamical decoupling with hyperfine interactions to realize decoherence-protected universal gate operations between the processor and memory qubits. Leveraging this gate, we deterministically prepare entangled states within the quantum node, achieving a fidelity of 90%, which exceeds the fault-tolerance threshold of certain quantum network architectures. These results open a pathway toward scalable and fully functional quantum nodes based on silicon carbide.
• Abstract（参考訳）: 固体カラーセンターは、量子ネットワークアーキテクチャにおけるノード候補として有望である。 しかし、スケーラブルで完全に機能する量子ノードを実現し、プロセッサとメモリの両方の量子ビットと高忠実なユニバーサルゲート演算を同時に構成することは、この分野における中心的な課題である。 ここでは、電子スピンが量子プロセッサとして機能し、核スピンが量子メモリとして機能する、炭化ケイ素の完全な量子ノードを実証する。 具体的には、動的デカップリングと超微細な相互作用を組み合わせたパルス列を設計し、プロセッサとメモリキュービット間のデコヒーレンス保護されたユニバーサルゲート演算を実現する。 このゲートを利用することで、量子ノード内の絡み合った状態を決定的に準備し、特定の量子ネットワークアーキテクチャのフォールトトレランスしきい値を超える90%の忠実度を達成する。 これらの結果は、ケイ素炭化物に基づくスケーラブルで完全に機能的な量子ノードへの経路を開く。

関連論文リスト

• Implementing a Universal Set of Geometric Quantum Gates through Dressed-State assisted STA [39.27725073249277]
  マイクロ波により駆動される2レベルシステムにおける単一量子ゲートの実装を解析する。 我々は, 動的位相をキャンセルして, 純粋に幾何学的操作を得る方法を示す。 我々は、このプロトコルを拡張して、2量子でないゲートを構築し、スケーラブルな量子情報処理の実現可能性を強調した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-09-10T16:14:34Z)
• Optimal absorption and emission of itinerant fields into a spin ensemble memory [39.74150797598488]
  この研究はスピンベースの量子メモリに焦点をあて、そこでは反復電磁場が大きなアンサンブルに格納される。 我々は吸収過程と放出過程の両方を記述するカスケード量子モデルを開発した。 超伝導量子プロセッサと相互作用するマイクロ波量子メモリの文脈で数値シミュレーションを行う。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-06-06T14:16:54Z)
• Variational quantum compiling for three-qubit gates design in quantum dots [3.1334925219615797]
  物理相互作用項のみからなる時間非依存ハミルトニアンを用いて,効率的な3量子ゲートを設計する。 トフォリ門やフレドキン門を含む結果として生じる門は、コヒーレントと非コヒーレントの両方のノイズ源に対して高い忠実さと頑健さを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-12-09T07:49:54Z)
• Flying Spin Qubits in Quantum Dot Arrays Driven by Spin-Orbit Interaction [0.0]
  内在的なスピン軌道相互作用(SOI)により、ホールスピン量子ビットは高速な量子演算を約束する。 我々は,SOIが媒介するフライングスピン量子ビットについて,短絡による断熱プロトコルを用いて検討する。 電場操作はSOIの動的制御を可能にし、同時に量子ゲートの実装を可能にする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-12-07T19:00:02Z)
• Universal quantum computation using atoms in cross-cavity systems [0.0]
  本稿では,CNOT(Universal Two-)ゲートと3量子フレドキン(quantum Fredkin)ゲートのクロスキャビティ構成における単一ステップ実装について理論的に検討する。 高協力状態の中では、2モードの単一光子の明るい暗黒状態を含む原子状態依存の$pi$相ゲートが示される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-08-28T20:09:54Z)
• Quantum process tomography of continuous-variable gates using coherent states [49.299443295581064]
  ボソニックモード超伝導回路におけるコヒーレント状態量子プロセストモグラフィ(csQPT)の使用を実証する。 符号化量子ビット上の変位とSNAP演算を用いて構築した論理量子ゲートを特徴付けることにより,本手法の結果を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-03-02T18:08:08Z)
• A quantum processor based on coherent transport of entangled atom arrays [44.62475518267084]
  量子プロセッサは動的で非局所的な接続を持ち、絡み合った量子ビットは高い並列性でコヒーレントに輸送されることを示す。 このアーキテクチャを用いて,クラスタ状態や7キュービットのSteane符号状態などの絡み合ったグラフ状態のプログラム生成を実現する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-07T19:00:00Z)
• Entanglement transfer, accumulation and retrieval via quantum-walk-based qubit-qudit dynamics [50.591267188664666]
  高次元システムにおける量子相関の生成と制御は、現在の量子技術の展望において大きな課題である。 本稿では,量子ウォークに基づく移動・蓄積機構により,$d$次元システムの絡み合った状態が得られるプロトコルを提案する。 特に、情報を軌道角運動量と単一光子の偏光度にエンコードするフォトニック実装について述べる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-10-14T14:33:34Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。