凝聚态物理 > 中尺度与纳米尺度物理
[提交于 2024年11月9日
(v1)
,最后修订 2025年8月28日 (此版本, v2)]
标题: 提出的五电子电荷四极子量子比特
标题: Proposed Five-Electron Charge Quadrupole Qubit
摘要: 一个电荷量子比特通过其偶极矩与环境电场涨落耦合,导致快速退相干。 我们提出了p轨道(pO)量子比特,它由五个电子的硅量子点的单个电子、类似p的价态形成,通过四极矩与电荷噪声耦合。 我们证明pO量子比特在品质因数、门速度、读出和尺寸方面具有显著优势。 我们使用一种经验性的偶极子两能级涨落电荷噪声模型来估计一个$T_2^* \sim 80$ ns。 结合约10 GHz的拉比频率,相对于最先进的半导体自旋量子比特,量子比特的品质因数有望提高一个数量级。 pO量子比特通过调节量子点的偏心率实现全电气控制。 我们还展示了如何通过$1/r^5$四极矩-四极矩相互作用执行双量子比特门。 我们在最大允许带宽为10 GHz和脉冲时间为1 ns的条件下,使用基于梯度上升的控制脉冲优化方法找到一个通用门集。
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