論文の概要: Scaling of silicon spin qubits under correlated noise
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.03051v1
- Date: Tue, 03 Mar 2026 14:45:58 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-04 21:38:10.84235
- Title: Scaling of silicon spin qubits under correlated noise
- Title（参考訳）: 相関雑音下におけるシリコンスピン量子ビットのスケーリング
- Authors: Juan S. Rojas-Arias, Leon C. Camenzind, Yi-Hsien Wu, Peter Stano, Akito Noiri, Kenta Takeda, Takashi Nakajima, Takashi Kobayashi, Giordano Scappucci, Daniel Loss, Seigo Tarucha,
- Abstract要約: 5ビットシリコンアレイにおけるノイズ相関の空間的範囲を定量化し、量子誤差補正(QEC)への影響を評価する。
我々は、完全に相関するゆらぎを生じる大域磁場ドリフトと、隣接する量子ビット内で崩壊する短距離相関を生成する2レベルゆらぎ器からの電荷ノイズの2つの異なる相関ノイズ源を同定する。
本研究では, 相関雑音の定量的評価を行い, 量子誤り補正がスケーラブルな量子ビットアレイの有効性に与える影響を明らかにする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The path to fault-tolerant quantum computing hinges on hardware that scales while remaining compatible with quantum error correction (QEC). Silicon spin qubits are a leading hardware candidate because they combine industrial fabrication compatibility with a nanoscale footprint that could accommodate millions of qubits on a chip. However, their suitability for QEC remains uncertain since spatially correlated noise naturally emerges from the resulting close proximity of qubits. These correlations increase the likelihood of simultaneous errors and erode the redundancy that QEC depends on. Here we quantify the spatial extent of noise correlations in a five-qubit silicon array and assess their impact on QEC. We identify two distinct sources of correlated noise: global magnetic field drifts that generate perfectly correlated fluctuations, and charge noise from two-level fluctuators that produces short-range correlations decaying within neighboring qubits. While magnetic drifts represent a critical correlated noise source that can compromise QEC, they can be mitigated. In contrast, the measured charge noise correlations are moderate, electrically tunable, and compatible with fault-tolerant operation with minimal qubit overhead. Our results establish quantitative benchmarks for correlated noise and clarify how such correlations impact the viability of quantum error correction in scalable qubit arrays.
- Abstract（参考訳）: フォールトトレラントな量子コンピューティングへの道は、量子エラー補正(QEC)との互換性を維持しながらスケールするハードウェア上のヒンジである。
シリコンスピンキュービットは、工業的な製造互換性とナノスケールのフットプリントを組み合わせて、チップ上の数百万のキュービットを収容できるため、主要なハードウェア候補である。
しかし、QECに対する適合性は、空間的相関ノイズがキュービットの近接から自然に現れるため不確かである。
これらの相関は同時エラーの可能性を高め、QECが依存する冗長性を損なう。
ここでは、5ビットシリコンアレイにおけるノイズ相関の空間的範囲を定量化し、QECへの影響を評価する。
我々は、完全に相関するゆらぎを生じる大域磁場ドリフトと、隣接する量子ビット内で崩壊する短距離相関を生成する2レベルゆらぎ器からの電荷ノイズの2つの異なる相関ノイズ源を同定する。
磁気ドリフトはQECを損なう重要な相関ノイズ源であるが、緩和することができる。
対照的に、測定された電荷ノイズ相関は、中等度で、電気的に調整可能であり、最小のqubitオーバーヘッドを持つ耐故障性操作と互換性がある。
本研究では,相関雑音の定量的な評価を行い,その相関がスケーラブルな量子ビットアレイにおける量子誤差補正の生存可能性に与える影響を明らかにする。
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