論文の概要: Driving Exchange Interaction in Spin Qubits with Quasi-Zero Pulses
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.07472v1
- Date: Fri, 05 Jun 2026 17:24:29 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-08 14:33:29.865485
- Title: Driving Exchange Interaction in Spin Qubits with Quasi-Zero Pulses
- Title（参考訳）: 準ゼロパルスによるスピン量子ビットの駆動交換相互作用
- Authors: Julian D. Teske, Remy L. Delva, Shobhan Kulshreshtha, Yuval Baum, Florian Luthi, Fahd A. Mohiyaddin, Rostyslav Savytskyy, Thomas Watson, Pranav S. Mundada,
- Abstract要約: スピン量子ビットの量子ゲートは、量子ドットに閉じ込められた電子間の交換相互作用を正確に制御する必要がある。
制御パルスは、線形力学パルス歪みをキャンセルするネットゼロ時間積分を持つように設計されている。
我々は、IntelのTunnel Falls 6ドットデバイス上で最適化されたゲートパルスをベンチマークし、完全なフィルタリングアプローチで得られたものと同様の忠実性を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.07223361655030192
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The implementation of high-fidelity quantum gates for spin qubits requires accurate control of exchange interactions between electrons confined in quantum dots, but pulse distortions can limit this control accuracy. Although linear-dynamical distortions can be compensated for by appropriately convolving the control signal, determining the necessary convolution requires detailed knowledge of the distortion's transfer function, and therefore the calibration of numerous parameters. Alternatively, control pulses can be designed to have a net-zero time integral canceling out linear-dynamical pulse distortions. We generalize net-zero pulse designs to quasi-zero pulses allowing net-positive but reduced time integrals. Using these pulse designs, we systematically develop complete gate sets for exchange-only qubits, and study the resulting tradeoffs between pulse duration, fidelity, and the required number of tunable parameters, both in simulation and experiment. We benchmark the optimized gate pulses on Intel's Tunnel Falls six-dot device and show they achieve fidelities similar to those obtained with a full filtering approach, with identical pulse durations and fewer tuning parameters. This reduction in complexity opens the door to fast and easily automated calibration schemes compatible with large-scale commercial quantum devices.
- Abstract（参考訳）: スピン量子ビットに対する高忠実な量子ゲートの実装は、量子ドットに閉じ込められた電子間の交換相互作用を正確に制御する必要があるが、パルス歪みはこの制御精度を制限することができる。
制御信号を適切に結合させることで線形力学的歪みを補償することができるが、必要な畳み込みを決定するには歪みの伝達関数の詳細な知識が必要であり、したがって多数のパラメータの校正が必要である。
あるいは、制御パルスは線形力学パルス歪みをキャンセルするネットゼロ時間積分を持つように設計されている。
我々は、ネットゼロパルス設計を準ゼロパルスに一般化し、ネット陽性であるが時間積分を減らした。
これらのパルス設計を用いて、交換専用量子ビットのための完全ゲートセットを体系的に開発し、パルス持続時間、忠実度、必要な調整可能なパラメータの数とのトレードオフをシミュレーションと実験で検討する。
我々は、IntelのTunnel Falls 6ドットデバイス上で最適化されたゲートパルスをベンチマークし、同じパルス持続時間と少ないチューニングパラメータで完全なフィルタリング手法で得られたものと同様の忠実性を示す。
この複雑さの低減は、大規模商用量子デバイスと互換性のある高速かつ容易に自動キャリブレーション方式への扉を開く。
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