半导体自旋量子比特在容错阈值下的同步单比特驱动
介观与纳米尺度物理
2023-07-28 v2
摘要
实用量子计算依赖于以高保真度控制大量量子比特的能力。量子点因与半导体制造工艺兼容而构成一个有前景的平台。此外，单个量子比特上已实现高于 99.9% 的高保真度操作，但在同时驱动两个量子比特时其性能受限至 98.67%。在此，我们展示在二维自旋量子比特阵列中的单比特随机基准测试，发现原生门保真度高达 99.992(1)%。进一步，我们利用一种称为 N-copy 随机基准测试的新型基准测试技术，在同时驱动两个和四个量子比特时对其单比特门性能进行基准测试，该技术专为简易实验实现与准确的同步门保真度估计而设计。我们发现两拷贝与四拷贝随机基准测试保真度分别为 99.905(8)% 和 99.34(4)%，且次近邻比特对对于串扰误差具有高度鲁棒性。这些对单比特门质量的表征对于量子信息技术的扩展至关重要。
引用
@article{arxiv.2109.07837,
title = {Simultaneous single-qubit driving of semiconductor spin qubits at the fault-tolerant threshold},
author = {W. I. L. Lawrie and M. Rimbach-Russ and F. van Riggelen and N. W. Hendrickx and S. L. de Snoo and A. Sammak and G. Scappucci and J. Helsen and M. Veldhorst},
journal= {arXiv preprint arXiv:2109.07837},
year = {2023}
}
备注
Main text 9 pages, 3 figures. Supp Info 21 pages, 7 figures, 8 tables