自旋量子比特的理论及其可扩展性之路
量子物理
2026-04-16 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
自旋量子比特因其长相干时间、小占据面积以及与现有半导体产业的兼容性而成为量子信息处理的领导平台。我们首先介绍当前正在研究的不同量子比特实现，包括单电子自旋量子比特、空穴自旋量子比特、供体量子比特以及多自旋编码。我们讨论了半导体异质结构中的约束和应变如何产生可寻址的能级，其自旋自由度可用于编码量子比特。我们重点审查了用于长程耦合的理论基础和最近实验表征的proposed机制，包括基于 circuit QED 和 Andreev 量子比特的混合方法，以及自旋 shuttling。最后，我们审查了最近提出的用于链接自旋量子比特的拓扑自旋纹理方案。
引用
@article{arxiv.2604.13644,
title = {Theory of spin qubits and the path to scalability},
author = {Z. M. McIntyre and Abhikbrata Sarkar and Daniel Loss},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.13644},
year = {2026}
}