論文の概要: Simultaneous operation of an 18-qubit modular array in germanium

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.01063v1
• Date: Wed, 01 Apr 2026 16:02:24 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-09 14:17:36.533993
• Title: Simultaneous operation of an 18-qubit modular array in germanium
• Title（参考訳）: ゲルマニウムにおける18量子モジュラーアレイの同時動作
• Authors: J. J. Dijkema, X. Zhang, A. Bardakas, D. Bouman, A. Cuzzocrea, D. van Driel, D. Girardi, L. E. A. Stehouwer, G. Scappucci, A. M. J. Zwerver, N. W. Hendrickx,
• Abstract要約: ユーティリティスケールの量子コンピューティングには、大規模な量子ビットレジスタの統合と運用が必要である。 ここでは、拡張可能な2xNアーキテクチャに基づいて、ゲルマニウムにおける18量子アレイの動作を実演する。 アレイ全体では、それぞれ99.8%と99.9%の平均と中央のシングルキュービットゲート忠実度を達成している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Utility-scale quantum computing requires the integration and operation of a large-scale qubit register. Semiconductor spin qubits are a primary candidate for this, due to the prospects of building integrated hybrid quantum-classical architectures. However, scaling spin-qubit systems while preserving performance and control has remained a challenge. Here, we demonstrate the operation of an 18-qubit array in germanium based on an extendable 2xN architecture. We achieve simultaneous initialization, control, and readout across the entire array, enabled by parallel operation of modular unit cells. Across the array, we achieve average and median single-qubit gate fidelities of 99.8% and 99.9%, respectively. Finally, we characterize the nearest-neighbor exchange couplings throughout the device and implement high-quality controlled-Z gates to generate a three-qubit Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) state. These results demonstrate that spin-qubit arrays can be scaled while maintaining high-fidelity operation and establish a modular, extendable architecture for planar semiconductor quantum processors.
• Abstract（参考訳）: ユーティリティスケールの量子コンピューティングには、大規模な量子ビットレジスタの統合と運用が必要である。 半導体スピン量子ビットは、統合型量子古典アーキテクチャの構築が期待できるため、主要な候補となっている。 しかし、性能と制御を保ちながらスピンキュービットシステムをスケールすることは依然として課題である。 ここでは、拡張可能な2xNアーキテクチャに基づいて、ゲルマニウムにおける18量子アレイの動作を実演する。 モジュールユニットセルの並列操作により,配列全体の同時初期化,制御,読み出しを実現する。 アレイ全体では、それぞれ99.8%と99.9%の平均と中央のシングルキュービットゲート忠実度を達成している。 最後に、デバイス全体で最寄りの交換結合を特徴付け、高品質な制御Zゲートを実装して、3量子グリーンバーガー・ホルン・ザイリンガー状態(GHZ)を生成する。 これらの結果から、スピン量子ビットアレイは高忠実性演算を維持しつつスケール可能であることを示し、平面半導体量子プロセッサのモジュラーで拡張可能なアーキテクチャを確立する。

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