論文の概要: 20 Second Parity Lifetime in an InAs--Pb Tetron Device

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.03884v2
• Date: Wed, 03 Jun 2026 01:49:57 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-06-04 17:40:41.642694
• Title: 20 Second Parity Lifetime in an InAs--Pb Tetron Device
• Title（参考訳）: 20th Parity Lifetime in a InAs-Pb Tetron Device
• Authors: Morteza Aghaee, Zulfi Alam, Mariusz Andrzejczuk, Andrey Antipov, Theodora Asimakidis, Mikhail Astafev, Lukas Avilovas, Ahmad Azizimanesh, Amin Barzegar, Bela Bauer, Jonathan Becker, Umesh Kumar Bhaskar, Andrea G. Boa, Srini Boddapati, Nichlaus Bohac, Jouri Bommer, Jan Borovsky, Léo Bourdet, Samuel Boutin, Srivatsa Chakravarthi, Benjamin J. Chapman, Nikolaos Chatzaras, Tzu-Chiao Chien, Jason Cho, Patrick T. Codd, William Cole, Paul W. Cooper, Fabiano Corsetti, Ajuan Cui, Tareq El Dandachi, Konstantinos Divanis, Clayton Doyle, Andreas Ekefjard, Javier A. Falcon, Saeed Fallahi, Luca Galletti, Geoffrey C. Gardner, Haris Gavranovic, João Pedro Morais Gomes, Deshan Govender, Flavio Griggio, Ruben Grigoryan, Sebastian Grijalva, Sergei Gronin, Jan Gukelberger, Marzie Hamdast, Esben Bork Hansen, Sebastian Heedt, Samantha Ho, Laurens Holgaard, Kevin van Hoogdalem, Jinnapat Indrapiromkul, Henrik Ingerslev, Lovro Ivancevic, Max Jantos, Thomas Jensen, Jaspreet Singh Jhoja, Vidul R. Joshi, Konstantin V. Kalashnikov, Ray Kallaher, Rachpon Kalra, Farhad Karimi, Torsten Karzig, Maren Elisabeth Kloster, Christina Knapp, Jonathan Knoblauch, Jonne Koski, Anders Kringhøj, Tom Laeven, Jeffrey Lai, Gijs de Lange, Thorvald W. Larsen, Kyunghoon Lee, Kongyi Li, Shuang Liang, Tyler Lindemann, Luna Lochmatter, Marijn Lucas, Roman Lutchyn, Morten Hannibal Madsen, Nasiari Madulid, Ivan Maliyov, Yanick Mampaey, Michael Manfra, Signe Brynold Markussen, Esteban A. Martinez, J. R. Mattinson, Mónica Meira, Camille A. Mikolas, Sarang Mittal, Gopakumar Mohandas, Christian Mollgaard, Michiel W. A. de Moor, Chris Moore, George Moussa, Bhargav Nabar, Anirudh Narla, Ahmad Naseri, Chetan Nayak, Bjørn Funch Schrøder Nielsen, Jens Hedegaard Nielsen, Michael J. Nystrom, Eoin O'Farrell, Keita Ohtani, Theodore Rex Orth, Sara Di Paolo, Camille Papon, Luca Petit, Dima Pikulin, Mohana Rajpalke, Alejandro Alcaraz Ramirez, Katrine Rasmussen, David Razmadze, Yuan Ren, Mariya Romanova, Loïc Roure, Ivan Sadovskyy, Lauri Sainiemi, Juan Carlos Estrada Saldaña, Irene Sanlorenzo, Tatiane Pereira dos Santos, Carl Vincent C. Saruda, Simon Schaal, John Schack, Emma R. Schmidgall, Christina Sfetsou, Cristina Sfiligoj, Zahra Shekason, Sarat Shankar Sinha, Patrick Sohr, Maria João Lourenço de Sousa, Kasper Roed Spiegelhauer, Tomas Stankevic, Henri J. Suominen, Judith Suter, Attila Szénási, Samuel M. L. Teicher, Naganivetha Thiyagarajah, Raj Tholapi, Mason Thomas, Dennis Tom, Emily Toomey, Joshua Tracy, Michelle Turley, Matthew D. Turner, Ivan Urban, Aakash Valliappan, Dmitrii V. Viazmitinov, Anna Wulff Viazmitinova, Dominik Johannes Vogel, Wenbo Wang, Christopher A. Watson, John Watson, Alex Webster, Joseph Weston, Timothy Williamson, Georg W. Winkler, David J. van Woerkom, Brian Paquelet Wuetz, Cécile X. Yu, Emrah Yucelen, Jesús Herranz Zamorano, Roland Zeisel, Guoji Zheng, A. M. Zimmerman,
• Abstract要約: トポロジカル量子コンピューティングにおける中心的な約束は、励起ギャップの増加がデバイスの性能を大幅に向上させることである。 ここでは,InAs-Pbテトロンデバイスにおいて,この原理を干渉式単発パリティ測定により実験的に検証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 19.64839782254779
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A central promise of topological quantum computing is that increasing the excitation gap improves device performance significantly. Here, we experimentally validate this principle in an InAs--Pb tetron device via interferometric single-shot parity measurements. By replacing aluminum with the higher-gap superconductor lead in our superconductor-semiconductor hybrid devices, we have improved the robustness of our topological phase. In addition, to enable fast and precise bring-up at scale, we have developed an rf measurement technique that resolves low-energy wire-end states and directly measures their energy splitting with $μ\text{eV}$ precision. We employ this technique to bring up a device in a multi-tetron array and perform parity measurements of one of the tetron's hybrid nanowires (NWs). By controllably switching the wire parity, we observe $h/2e$-periodic bimodal shifts in the quantum capacitance of a quantum dot coupled to the hybrid nanowire in an interference loop. Further time-resolved measurements reveal a characteristic parity switching time of $\sim 20$ s with some instances reaching minute-scale. Such extremely long parity lifetimes are orders of magnitude longer than typical qubit operation times, which are on the order of $μ\text{s}$. Finally, we discuss potential implications for the fidelity of Pauli measurements.
• Abstract（参考訳）: トポロジカル量子コンピューティングにおける中心的な約束は、励起ギャップの増加がデバイスの性能を大幅に向上させることである。 ここでは,InAs-Pbテトロンデバイスにおいて,この原理を干渉式単発パリティ測定により実験的に検証する。 超伝導体-半導体ハイブリッドデバイスにおいて,アルミニウムを高温超伝導体リードに置き換えることで,トポロジカルフェーズの堅牢性が向上した。 さらに、高速かつ高精度なスケールアップを実現するため、低エネルギーのワイヤエンド状態の解消と、$μ\text{eV}$精度で直接エネルギー分割を測定するrf測定技術を開発した。 我々はこの技術を用いて、マルチテトロンアレイにデバイスを持ち込み、テトロンのハイブリッドナノワイヤ(NW)のパリティ測定を行う。 配線のパリティを制御的に切り替えることで、干渉ループにおいてハイブリッドナノワイヤに結合した量子ドットの量子容量における周期的バイモーダルシフトを$h/2e$- periodic bimodal shiftsで観測する。 さらなる時間分解測定により、いくつかのインスタンスが微小スケールに達すると、$\sim 20$ sの特徴的なパリティ切替時間が示される。 このような非常に長いパリティ寿命は、典型的なキュービット演算時間よりも桁長であり、$μ\text{s}$である。 最後に,パウリ測定の忠実度に影響を及ぼす可能性について論じる。

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