与transmon量子比特强耦合的超导自旋量子比特的直接操控
量子物理
2024-01-02 v2 介观与纳米尺度物理
超导电性
摘要
半导体中的自旋量子比特目前是最有前景的量子计算架构之一。然而，它们在实现远距离多量子比特相互作用方面面临挑战。超导自旋量子比特通过将量子比特编码在Andreev能级的自旋自由度中，提供了一种有前景的替代方案。这种Andreev自旋量子比特可利用电路量子电动力学的优势，这由本征自旋-超流耦合所实现。首个Andreev自旋量子比特的实现将量子比特编码在半导体弱连接的激发态中，导致频繁地衰变出计算子空间。此外，快速量子比特操控因需要间接Raman跃迁而受阻。在此，我们利用不同的量子比特子空间，使用具有大充电能的静电定义量子点Josephson结的自旋分裂双重态基态。此外，我们使用磁场在10 GHz频率范围内实现直接自旋操控。利用全电微波驱动，我们实现了超过200 MHz的Rabi频率。我们进一步将Andreev自旋量子比特嵌入超导transmon量子比特中，展示了强相干量子比特-量子比特耦合。这些结果是迈向结合超导与半导体量子比特有益方面的混合架构的关键一步。
引用
@article{arxiv.2208.10094,
title = {Direct manipulation of a superconducting spin qubit strongly coupled to a transmon qubit},
author = {Marta Pita-Vidal and Arno Bargerbos and Rok Žitko and Lukas J. Splitthoff and Lukas Grünhaupt and Jaap J. Wesdorp and Yu Liu and Leo P. Kouwenhoven and Ramón Aguado and Bernard van Heck and Angela Kou and Christian Kraglund Andersen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.10094},
year = {2024}
}