硅中翻转量子比特的快速高保真单比特门
量子物理
2022-10-12 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
翻转（flip-flop）量子比特编码于硅中施主束缚电子与施主核自旋反平行的状态，具有长相干时间、良好可控性，且与其他基于施主自旋的方案不同，可实现长距离耦合。然而，近界面处的电子自旋控制很可能使弛豫时间缩短多个数量级，从而降低整体量子比特品质因子。在此，我们从理论上研究了由相互作用的电子与核自旋所形成的多级系统，并推导了有无周期驱动下的解析有效两能级哈密顿量。随后，我们提出了一种最优控制方案，可在存在低频噪声且无需依赖参数上受限的甜点（sweet spots）的情况下，产生快速且鲁棒的单量子比特门。该方案显著增加了弛豫时间与量子比特品质因子。
引用
@article{arxiv.2101.11592,
title = {Fast high-fidelity single-qubit gates for flip-flop qubits in silicon},
author = {Fernando A. Calderon-Vargas and Edwin Barnes and Sophia E. Economou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2101.11592},
year = {2022}
}
备注
Published version, 16 pages, 8 figures