模拟基于纳米片技术的自旋量子比特双量子门变异性与保真度

硅基自旋量子比特因其能够充分利用成熟的半导体基础设施,在大规模量子计算机集成方面极具潜力。然而,双量子比特纠缠门的低保真度仍是实现大规模集成的主要障碍。近期针对硅基自旋量子比特双量子比特门的模拟已在绝缘体上硅平台上进行,而基于纳米片的电荷量子比特研究则局限于采用二维薛定谔近似的单量子比特操作。该工作利用量子技术计算机辅助设计仿真套件,在纳米片技术构建的硅基自旋量子比特双量子点上运行三维泊松-薛定谔求解器,进而通过多体求解器提取交换相互作用。研究人员评估了交换能量对工艺和偏置波动的敏感性,随后使用QuTiP求解双量子比特门的主方程。结果表明,柱塞栅和中势垒栅的毫伏级偏置波动会使门保真度降至99%以下——这是许多容错量子计算算法的常见阈值目标。此外,该工作还通过分析得到的相干时间,研究了栅极参考1/f电荷噪声效应。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-06-30 17:55

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