硅基移动自旋量子比特的相干性保护

移动式自旋量子比特架构有望为高效量子纠错和宽松器件布局约束提供灵活连接性,但其可行性取决于传输过程中自旋相干性的保持。虽然穿梭过程会将空间无序性转化为时变噪声,但其对自旋相干性的净影响仍是未解之谜。本研究在28Si/SiGe线性量子点器件中系统性地实现了自旋穿梭过程中的噪声抑制:首先通过被动降低磁场梯度,将电荷噪声与自旋的耦合最小化,使空间平均退相干时间T2*(xn)从4.4μs提升至8.5μs;继而利用周期性穿梭引发的运动窄化效应,将相干时间进一步延长至T2*sh=11.5μs;最终在超过200nm的周期性穿梭中结合动态解耦技术,实现T2Hsh=32μs。在同一装置中,该团队证实"修饰态穿梭"技术对低频噪声具有鲁棒防护能力(衰减时间TRsh=21μs),无需脉冲控制开销即可实现单向自旋传输保护。这些方案使相干时间超越典型门操作和读取操作时长,从而确立了移动式自旋量子比特作为可扩展硅量子处理器的可行解决方案。

作者所在地: VIP可见
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-02-09 20:37

量科快讯