論文の概要: Four-state discrimination for a pair of spin qubits via gate reflectometry

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.07806v1
• Date: Sun, 08 Mar 2026 21:18:26 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-10 15:13:15.287786
• Title: Four-state discrimination for a pair of spin qubits via gate reflectometry
• Title（参考訳）: ゲート反射法による一対のスピン量子ビットの四状態判別
• Authors: Aritra Sen, András Pályi,
• Abstract要約: 量子ドットで定義された単一電子スピン量子ビットは、半導体ベースの量子コンピュータの構成要素として用いられる。 PSB読み出しの望ましい機能は、プロセスに関与する2つのスピン量子ビットに関する2ビットの情報を明らかにすることである。 増幅器ノイズとフォノンによる緩和が読み出し忠実度にどのように影響するかを定量化する。
• 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: Single-electron spin qubits defined in quantum dots are used as building blocks of a semiconductor-based quantum computer. Readout in a scaled-up version of such a quantum computer is expected to rely on the Pauli Spin Blockade (PSB) mechanism. A desired functionality of PSB readout is that it reveals two bits of information on the two spin qubits that are involved in the process, such that the four computational basis states can be discriminated. In this work, we propose and quantitatively analyze an experimental procedure, based on gate reflectometry, which enables this four-state discrimination in a single measurement. We provide an intuitive recipe to maximize the contrast between the quantum capacitances of the four basis states. Focusing on silicon double quantum dots equipped with a micromagnet, we quantify how amplifier noise and phonon-mediated relaxation influence readout fidelity. Our results highlight a realistic opportunity to mitigate the overhead of readout ancilla qubits in a spin-based quantum computer.
• Abstract（参考訳）: 量子ドットで定義された単一電子スピン量子ビットは、半導体ベースの量子コンピュータの構成要素として用いられる。 このような量子コンピュータのスケールアップバージョンでの読み出しは、Pauli Spin Blockade (PSB)メカニズムに依存することが期待されている。 PSB読み出しの望ましい機能は、プロセスに関与する2つのスピン量子ビットに関する2ビットの情報を明らかにすることである。 本研究では,ゲート反射法に基づく実験手法を提案し,定量的に解析する。 4つの基底状態の量子容量のコントラストを最大化する直感的なレシピを提供する。 マイクロマグネットを備えたシリコン二重量子ドットに着目し、増幅ノイズとフォノンによる緩和が読み出し精度にどのように影響するかを定量化する。 本結果は,スピンベース量子コンピュータにおける読み出しアンシラ量子ビットのオーバーヘッドを軽減するための現実的な機会を浮き彫りにするものである。

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