論文の概要: Noise-resilient and Scalable Quantum Error Correction for Nuclear Spin Qubits in Silicon with Electron Shuttling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.27527v1
• Date: Wed, 29 Jul 2026 23:43:13 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-07-31 21:37:00.3468
• Title: Noise-resilient and Scalable Quantum Error Correction for Nuclear Spin Qubits in Silicon with Electron Shuttling
• Title（参考訳）: 電子シャットリングを施したシリコン中核スピン量子ビットの耐雑音性およびスケーラブル量子誤差補正
• Abstract要約: シリコン中の核スピン量子ビットは非常に長い寿命を持ち、ノイズに対する感度は低い。 EPIは、この課題を克服し、ノイズに対する堅牢性を維持するためのプロトコルである。 EPIは、量子ドットの配列と、点に位置する等電子核スピン量子ビットを用いて実装される。
• 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: Nuclear spin qubits in silicon are well-isolated from their environment. Consequently, they have very long lifetimes and low sensitivity to noise, but this also suggests that control and measurement is challenging. We introduce electron pair interferometry (EPI), a protocol to overcome this challenge and maintain robustness to noise. EPI is implemented using an array of quantum dots with isoelectronic nuclear spin qubits located in the dots. A pair of electrons are initialized into a singlet ground state, split apart, and shuttled to the dots containing nuclear spin qubits. We show it is possible to coherently transfer the parity of the nuclei onto the measurable state of singlet/triplet-encoded electrons. Global nuclear magnetic resonance (NMR) can be used to change bases and implement dynamical decoupling (DD). Combined with selective hyperfine-induced $Z_π$ rotations, our gate set is complete for universal quantum computation, tailored to Calderbank-Shor-Steane (CSS) quantum error correction, and robust to noise. We discuss very low sensitivity to charge noise and study the sensitivity to both DC and AC magnetic field inhomogeneity which depends strongly on their relative strengths.
• Abstract（参考訳）: シリコン中の核スピン量子ビットは環境からよく分離される。 その結果、非常に長い寿命とノイズに対する感度が低いが、これは制御と測定が難しいことを示唆している。 この課題を克服し、ノイズに対する堅牢性を維持するためのプロトコルである電子対干渉法(EPI)を導入する。 EPIは、量子ドットの配列と、点に位置する等電子核スピン量子ビットを用いて実装される。 一対の電子は一重項基底状態に初期化され、分裂し、核スピン量子ビットを含む点にシャトルされる。 我々は、核のパリティを一重項/三重項エンコードされた電子の測定可能な状態にコヒーレントに転送可能であることを示す。 核磁気共鳴(NMR)は、基底を変更し、動的デカップリング(DD)を実装するために用いられる。 選択的な超微細誘導$Z_π$回転と組み合わせて、我々のゲートセットは普遍量子計算に完全であり、Calderbank-Shor-Steane(CSS)量子誤差補正に適合し、ノイズに頑健である。 電荷雑音に対する感度は非常に低いことについて議論し、その相対強度に強く依存する直流磁場と交流磁場の不均一性の両方に対する感度について検討する。

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