Network architecture for a topological quantum computer in silicon
Notice bibliographique
Résumé
Abstract A design for a large-scale surface code quantum processor based on a node/network approach is introduced for semiconductor quantum dot spin qubits. The minimal node contains only seven quantum dots, and nodes are separated on the micron scale, creating useful space for wiring interconnects and integration of conventional transistor circuits. Entanglement is distributed between neighbouring nodes by loading spin singlets locally and then shuttling one member of the pair through a linear array of empty dots. A node contains one data qubit, two ancilla qubits, and additional dots to facilitate electron shuttling and measurement of the ancillas. A four-node GHZ state is realized by sharing three internode singlets followed by local gate operations and ancilla measurements. Further local operations produce an X or Z stabilizer on the four data qubits, which is the fundamental operation of the surface code. Electron shuttling is simulated in the single-valley case using a simple gate electrode geometry without explicit barrier gates, and demonstrates that adiabatic transport is possible on timescales that do not present a speed bottleneck to the processor. An important shuttling error in a clean system is uncontrolled phase rotation of the spin due to modulation of the electronic g -factor during transport, owing to the Stark effect. This error can be reduced by appropriate electrostatic tuning of the stationary electron’s g -factor. While these simulations are unrealistic in neglecting spin–orbit, valley and decoherence effects, they are realistic with respect to the gate-induced potential landscape and are a first step towards more realistic modelling. Using reasonable noise models, we estimate error thresholds with respect to single and two-qubit gate fidelities as well as singlet dephasing errors during shuttling. A twirling protocol transforms the non-Pauli noise associated with exchange gate operations into Pauli noise, making it possible to use the Gottesman–Knill theorem to efficiently simulate large codes.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,006 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».