硅中一对自旋量子比特的噪声关联谱
量子物理
2023-11-14 v1
摘要
半导体量子比特因其小尺寸而可高密度集成，对构建量子处理器颇具吸引力。然而，高密度引发了不同量子比特间噪声关联的问题，这在可扩展性与容错性方面是实际关切。在此，我们详细分析并量化了相距约 100 nm 的一对相邻硅自旋量子比特中的噪声关联程度。我们评估了噪声的所有先验独立的自功率谱密度与互功率谱密度随频率的变化。我们揭示了强量子比特间噪声关联，在 ~1 Hz 处关联强度高达约 0.7（最大同相关联的 70%），即便在自旋-自旋交换相互作用贡献可忽略的 regime 下亦然。我们进一步发现单自旋进动率的涨落与交换噪声强相关，表明其电学起源。因此，噪声互关联使我们能在包括核自旋在内的诸多机制中，精确定位本器件中最具影响的噪声。我们的工作提供了一套强有力的工具集，用于评估与识别作用于多量子比特的噪声，并凸显了密集排布硅自旋量子比特中长程电噪声的重要性。
引用
@article{arxiv.2208.14150,
title = {Noise-correlation spectrum for a pair of spin qubits in silicon},
author = {J. Yoneda and J. S. Rojas-Arias and P. Stano and K. Takeda and A. Noiri and T. Nakajima and D. Loss and S. Tarucha},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.14150},
year = {2023}
}