硅自旋量子比特的重复量子非破坏测量与软解码
量子物理
2020-04-15 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
量子纠错对于容错量子计算机至关重要。作为实现量子纠错码的重要一步，需要量子非破坏（QND）测量以在不破坏逻辑量子比特的情况下高效探测其状态。在此，我们在 Si/SiGe 双量子比特系统中实现 QND 测量，其中一个量子比特作为逻辑量子比特，另一个作为辅助比特。利用双量子比特受控旋转门，将逻辑量子比特的状态映射到辅助比特上，随后对辅助比特进行破坏性读出。重复该过程使逻辑读出保真度在 15 次辅助读出后从 提升至 。此外，我们将传统的阈值方法与一种称为软解码的改进信号处理方法来比较，后者利用读出信号中的模拟信息更好地估计逻辑量子比特的状态。我们证明，当读出误差受高斯噪声限制时（例如低信噪比读出情形），软解码显著减少了所需重复次数。这些结果为在硅中实现自旋量子比特量子纠错铺平了道路。
引用
@article{arxiv.1911.08420,
title = {Repetitive quantum non-demolition measurement and soft decoding of a silicon spin qubit},
author = {Xiao Xue and Benjamin D'Anjou and Thomas F. Watson and Daniel R. Ward and Donald E. Savage and Max G. Lagally and Mark Friesen and Susan N. Coppersmith and Mark A. Eriksson and William A. Coish and Lieven M. K. Vandersypen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.08420},
year = {2020}
}