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通过全向运输避免硅/硅Ge量子井中的谷浦激发

量子物理 2026-02-24 v5 介观与纳米尺度物理

摘要

输送模式运输是实现量子点电子自旋量子比特之间中间范围耦合的关键方法。初始实现令人鼓舞;然而,由于硅/硅Ge量子井中随机合金无序的存在,长距离运输轨迹必然遇到谷能带能级分裂较小的区域。本文我们理论探索了两种在这些谷分裂最小值处避免谷浦激发的方案,通过允许电子在这些区域周围 detour。多通道运输方案允许电子在平行通道之间隧穿,而二维(2D)运输器提供全向控制。通过仿真,我们估算了这两种方案的运输保真度,获得明确的 2D 运输器偏好。基于这些令人鼓舞的结果,我们提出一种基于 2D 运输的模块化量子比特架构,实现量子比特小区内的全互连,并实现不同小区之间高保真通信。

关键词

引用

@article{arxiv.2412.09574,
  title  = {Omnidirectional shuttling to avoid valley excitations in Si/SiGe quantum wells},
  author = {Róbert Németh and Vatsal K. Bandaru and Pedro Alves and Emma Brann and Owen M. Eskandari and Hudaiba Soomro and Avani Vivrekar and M. A. Eriksson and Merritt P. Losert and Mark Friesen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2412.09574},
  year   = {2026}
}

备注

17 pages, 4 figures