基于纳米片技术的自旋量子比特双量子门变异性与保真度模拟
量子物理
2026-06-30 v1
摘要
硅自旋量子比特有望用于大规模量子计算机集成，因为它们可以充分利用成熟的半导体基础设施。然而，双量子比特纠缠门的低保真度仍然是大规模集成的主要障碍。近期硅自旋量子比特双量子门的模拟已在绝缘体上硅平台上进行，而基于纳米片的电荷量子比特工作仅限于使用二维薛定谔近似的单量子比特操作。在本工作中，我们使用量子技术计算机辅助设计模拟套件研究基于纳米片技术的硅自旋量子比特双量子点，运行三维泊松和薛定谔求解器，随后使用多体求解器提取交换相互作用。我们评估了交换能量对工艺和偏置变化的敏感性，然后使用QuTiP求解双量子比特门的主方程。结果表明，柱塞栅和中间势垒栅处的毫伏级偏置变化可将门保真度降至99%以下，而99%是许多容错量子计算算法的常见阈值目标。通过由此产生的相干时间，还分析了栅极参考的1/f电荷噪声效应。
引用
@article{arxiv.2606.32030,
title = {Simulation of Two-qubit Gate Variability and Fidelity of Spin Qubits Built on Nanosheet Technology},
author = {Trung Nguyen and Sarah Dweik and Hiu Yung Wong},
journal= {arXiv preprint arXiv:2606.32030},
year = {2026}
}