硅基量子点杂化量子比特的高保真共振门控
介观与纳米尺度物理
2015-10-29 v1
摘要
半导体中的孤立自旋为探索量子力学相干性和开发工程化量子系统提供了一个有前景的平台。硅因其弱自旋轨道耦合和超精细相互作用，作为发展自旋量子比特的宿主材料引起了极大兴趣，并且基于栅极定义量子点的几种架构已被提出并实验演示。最近，提出了由双量子点中三个电子形成的量子点杂化量子比特，并实验实现了非绝热脉冲栅极操作，展示了简单快速的自旋态电学操控，其相干时间与操控时间的比值令人满意。然而，脉冲门控杂化量子比特的整体门保真度受到相对较快的去相位限制，这是由于两次所需门操作之一期间的电荷噪声引起的。在此，我们执行了量子点杂化量子比特的首次微波驱动门操作，完全避开了其最敏感于电荷噪声的区间。谐振失谐调制以及微波的相位控制使得围绕X(Z)轴的π旋转时间小于5 ns (50 ps)，保真度>93% (96)%。我们还实现了Hahn回波和Carr-Purcell (CP)动态解耦序列，借此展示了超过150 ns的相干时间。我们进一步讨论了将门保真度提高到99%以上的路径，超过基于表面编码的量子纠错阈值。
引用
@article{arxiv.1502.03156,
title = {High fidelity resonant gating of a silicon based quantum dot hybrid qubit},
author = {Dohun Kim and D. R. Ward and C. B. Simmons and D. E. Savage and M. G. Lagally and Mark Friesen and S. N. Coppersmith and Mark A. Eriksson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1502.03156},
year = {2015}
}
备注
9 pages and 6 figures including supplementary information