噪声鲁棒性与可扩展量子纠错——硅中核自旋量子比特的电子穿梭

硅中的核自旋量子比特与其环境充分隔离。因此，它们具有非常长的寿命和对噪声的低敏感性，但这也意味着控制和测量具有挑战性。我们引入电子对干涉术（EPI），以克服这一挑战并保持对噪声的鲁棒性。EPI使用量子点阵列实现，其中核自旋量子比特位于这些量子点中。我们展示可以将核子的宇称相干地转移到单重态/三重态编码电子的可测量态上。全局核磁共振（NMR）可用于改变基态并实现动力学去耦。结合选择性的超精细诱导$Z_{\pi}$旋转，我们的量子门集对于通用量子计算是完备的，并针对Calderbank-Shor-Steane（CSS）量子纠错进行了定制，同时对噪声具有鲁棒性。我们讨论了电荷噪声的极低敏感性，并研究了DC和AC磁场不均匀性对噪声的敏感性，其强烈依赖于它们的相对强度。