基于拓扑磁子的自旋量子比特长距离耦合
介观与纳米尺度物理
2022-12-21 v1
摘要
我们考虑量子点中的两个远距离自旋量子比特，二者均与一个二维拓扑铁磁体耦合，该铁磁体在边界处具有手性磁子边缘态。手性磁子被用于介导自旋量子比特间的纠缠，从而实现可扩展量子计算架构的基本构建块：长距离双量子比特门。先前利用磁子的长距离耦合方案涉及失谐耦合，其中自旋量子比特频率相对于磁子能带边的失谐提供了针对自发弛豫的保护。另一方面，拓扑磁子模位于两个磁子能带之间，远离任何体磁子共振，从而促进了两个自旋量子比特之间强且高度可调的耦合。尽管量子比特与手性磁子之间的耦合在很宽的量子比特分裂范围内是共振的，我们发现若量子比特与铁磁体之间为反铁磁耦合，则磁子诱导的量子比特弛豫被极大抑制。我们提出了一种快速且高保真的长距离耦合协议，能够以 MHz 的门速度和高达 的保真度在微米距离上实现自旋量子比特纠缠。所得的自旋量子比特纠缠可用作探测长期寻求的拓扑边缘磁子检测的手段。
引用
@article{arxiv.2207.01264,
title = {Long-distance coupling of spin qubits via topological magnons},
author = {Bence Hetényi and Alexander Mook and Jelena Klinovaja and Daniel Loss},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.01264},
year = {2022}
}