論文の概要: Charge and spin qubits in interacting quantum dots coupled to Rashba-active leads

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.27648v1
• Date: Wed, 23 Sep 2026 10:11:49 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-25 00:05:17.974804
• Title: Charge and spin qubits in interacting quantum dots coupled to Rashba-active leads
• Title（参考訳）: ラシュバ活性鉛に結合した相互作用量子ドットにおける電荷とスピン量子ビット
• Abstract要約: 我々は、Rashbaフェルミオンリードに結合した1つの相互作用量子ドットトンネルに符号化された電荷とスピン量子ビットを研究する。 最小のアンダーソン不純物の記述でさえ、コヒーレントスピンと電荷量子ビットの鍵となる成分を捉えている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We present a unified study of charge and spin qubits encoded in a single interacting quantum dot tunnel-coupled to Rashba fermionic leads. The dot is described by an Anderson impurity Hamiltonian with either repulsive or attractive local interactions and a magnetic field of arbitrary orientation. In the repulsive regime, a spin qubit is encoded in the singly occupied spin sector, whereas in the attractive regime, close to the degeneracy between the empty and doubly occupied configurations, these two states define a charge-qubit subspace. We combine a weak-coupling Lindblad master equation in the Markovian secular limit with numerically controlled matrix-product-state simulations of the full dot-reservoir system. In equilibrium, we identify magnetic pair breaking in the attractive regime and a weak Rashba-induced magnetic anisotropy when the magnetic field is rotated relative to the spin-orbit axis. In the dynamical regime, relaxation and decoherence are controlled by the energetic gap between the logical manifold and nearby leakage states, and are further enhanced by Rashba-dependent tunneling. These findings show that even a minimal Anderson-impurity description captures key ingredients for coherent spin and charge qubits: the energetic structure of leakage states and spin-orbit-dependent dot-lead hybridization.
• Abstract（参考訳）: 我々は、Rashbaフェルミオンリードに結合した1つの相互作用量子ドットトンネルに符号化された電荷とスピン量子ビットの統一的な研究を示す。 この点はアンダーソン不純物ハミルトニアンによって説明され、反発的あるいは魅力的な局所相互作用と任意の向きの磁場を持つ。 反発的状態において、スピン量子ビットは単独の占有されたスピンセクターで符号化されるが、一方で、空と二重の占有された構成の間の縮退に近い魅力的な状態において、これらの2つの状態は電荷量子ビット部分空間を定義する。 マルコフの世俗極限における弱結合リンドブラッドマスター方程式と、全ドット貯水池系の数値制御行列-積-状態シミュレーションを組み合わせる。 平衡では、スピン軌道軸に対して磁場が回転するときに、魅力的な状態における磁気対の破れと弱いラシュバ誘起磁気異方性を特定する。 力学系では、緩和と脱コヒーレンスは論理多様体と近傍の漏れ状態の間のエネルギーギャップによって制御され、Rashba依存トンネルによりさらに強化される。 これらの結果は、アンダーソン不純物による最小の記述でさえ、コヒーレントスピンと電荷量子ビットの鍵となる要素、すなわち漏れ状態のエネルギー構造とスピン軌道依存のドットリードハイブリッド化を捉えていることを示している。

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