論文の概要: Spin Qubit Leapfrogging: Dynamics of shuttling electrons on top of another

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.13760v1
• Date: Wed, 15 Apr 2026 11:44:39 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-16 20:38:32.514227
• Title: Spin Qubit Leapfrogging: Dynamics of shuttling electrons on top of another
• Title（参考訳）: Spin Qubit Leapfrogging: シャットリング電子のダイナミクス
• Abstract要約: 我々は、特に低谷分割領域において、谷の自由度を利用して、占有された静止量子ドットを通して移動スピン量子ビットをシャトルすることができる可能性を探究する。 このような操作の実現可能性を示し、量子プロセッサチップの非現実的な領域に対してユニークなユースケースを提供する。
• 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: Spin shuttling has crystalized as a powerful and promising tool for establishing intermediate-range connectivity in semiconductor spin-qubit devices. Although experimental demonstrations have performed exceptionally well on different materials platforms, the question of how to handle areas of low valley splitting in silicon during shuttling remains unresolved. In this work, we explore the possibility of utilizing the valley degree of freedom, particularly in regions of low valley splitting, to allow mobile spin qubits to be shuttled through an occupied stationary quantum dot, thereby leapfrogging over the stationary electron. This not only grants a more enriched mobility for shuttled electrons, as it opens new possible routing paths, but also enables the implementation of an entangling SWAP$^γ$ two-qubit gate operation in the process. Simulating this process for different sets of parameters, we demonstrate the feasibility of such an operation and offer a unique use case for otherwise precarious regions of a quantum processor chip and propose a possible extension to the set of possible operations for silicon spin qubit devices.
• Abstract（参考訳）: スピンシャットリングは半導体スピンキュービットデバイスにおける中間領域接続を確立するための強力で有望なツールとして結晶化されている。 実験的な実験は様々な材料プラットフォーム上で非常にうまく行われているが、シャットリング中のシリコンの低谷分裂領域をどのように扱うかという問題は未解決のままである。 本研究では、特に低谷分割領域において、谷の自由度を利用して、占有された静止量子ドットを通して移動スピン量子ビットをシャトルし、静止電子を急降下させる可能性について検討する。 これにより、シャトル電子が新たな経路を開こうとするとよりリッチな移動が可能となり、SWAP$^γ$2量子ゲートの操作を実装できる。 このプロセスは、異なるパラメータ集合に対してシミュレーションされ、そのような演算の実現可能性を示し、量子プロセッサチップの非行領域に対してユニークなユースケースを提供し、シリコンスピン量子ビットデバイスに対する操作セットの拡張の可能性を提案する。

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