高纯化28Si/SiGe中低频自旋量子比特失谐噪声
量子物理
2020-06-30 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
通过核同位素纯化,限制在28Si/SiGe量子点中的单电子量子比特门操控保真度近来得到大幅提升。在此,我们在一个嵌有纳米磁体、应变28Si量子阱层中剩余29Si浓度仅60 ppm且自旋回波衰减时间T_2^{echo}=128 μs的器件中,确定了低频量子比特失谐噪声的主导来源。电荷噪声的功率谱密度(PSD)解释了所观测到的失谐噪声PSD从1/f^2依赖到1/f依赖的转变,以及随时间系综自旋去相位时间从T_2^* ≈ 20 μs随数小时测量时间增加而减小的现象。尽管存在强超精细接触相互作用,势垒中与量子点重叠的少数73Ge核并不限制T_2^*,因为其动力学在数小时测量尺度上被冻结。我们得出结论:电荷噪声与梯度磁场的设计是进一步提高量子比特保真度的关键。
引用
@article{arxiv.1909.11397,
title = {Low-frequency spin qubit detuning noise in highly purified $^{28}$Si/SiGe},
author = {Tom Struck and Arne Hollmann and Floyd Schauer and Olexiy Fedorets and Andreas Schmidbauer and Kentarou Sawano and Helge Riemann and Nikolay V. Abrosimov and Łukasz Cywiński and Dominique Bougeard and Lars R. Schreiber},
journal= {arXiv preprint arXiv:1909.11397},
year = {2020}
}