伪自旋电荷量子比特的通用非绝热几何操控

可靠的量子信息处理要求在特征相干时间内对量子系统实现高保真度通用操控。非绝热全量子计算提供了一种有前景的途径来实现快速、通用且鲁棒的量子逻辑门，尤其适用于通常具有较短相干时间的纳米加工固态架构。在此，我们提出一种实验可行的方案，在纳米工程伪自旋电荷量子比特中实现高速通用几何量子门。我们使用一个包含单电子的三个耦合量子点系统，其中双量子点电荷量子比特的两个计算态通过一个中间量子点相互作用。引入到量子比特中的额外自由度使得构建一个几何模型系统成为可能，该系统通过对点间隧穿参数的精细控制实现鲁棒且高效的单量子比特旋转。我们证明两个电荷量子比特之间的电容耦合允许一系列非绝热全受控双量子比特纠缠门，从而提供了一种在电荷量子比特中维持纠缠的有前景方法以及通向容错通用量子计算的路径。我们通过在一定程度上分析门保真度来估计所提结构的可行性。