基于 Si/SiGe 中传送带模式单电子输运的 EPR 自旋对分离
量子物理
2024-08-06 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
长程相干量子比特耦合是基于自旋量子比特的量子计算方案规模化所缺失的功能模块。自旋相干的传送带模式电子输运可实现具有可扩展且稀疏量子比特架构的自旋量子芯片。其关键特征在于仅由少数易调谐输入端操控，且与工业栅极制造工艺兼容。此前已在 420 nm 长的量子总线上演示了传送带模式的单电子输运。本文通过分离与重新合并一个爱因斯坦-波多尔斯基-罗森（EPR）自旋对，研究传送带模式输运过程中的自旋相干性。相较以往工作，我们将输运速度提升了 10000 倍。我们观察到自旋量子比特退相干时间随输运距离变长而增大，此源于运动窄化效应，并估计在标称 560 nm 总输运距离下由退相干导致的自旋输运保真度误差为 0.7%。在输运多个环路、累计距离达 3.36 m 后，EPR 对的自旋纠缠仍可被探测到，这为我们在硅基中基于输运的可扩展量子计算架构方案提供了良好前景。
引用
@article{arxiv.2307.04897,
title = {Spin-EPR-pair separation by conveyor-mode single electron shuttling in Si/SiGe},
author = {Tom Struck and Mats Volmer and Lino Visser and Tobias Offermann and Ran Xue and Jhih-Sian Tu and Stefan Trellenkamp and Łukasz Cywiński and Hendrik Bluhm and Lars R. Schreiber},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.04897},
year = {2024}
}