Simulated coherent electron shuttling in silicon quantum dots
Notice bibliographique
Résumé
Shuttling of single electrons in gate-defined silicon quantum dots is numerically simulated. A minimal gate geometry without explicit tunnel barrier gates is introduced, and used to define a chain of accumulation mode quantum dots, each controlled by a single gate voltage. One-dimensional potentials are derived from a three-dimensional electrostatic model, and used to construct an effective Hamiltonian for efficient simulation. Control pulse sequences are designed by maintaining a fixed adiabaticity, so that different shuttling conditions can be systematically compared. We first use these tools to optimize the device geometry for maximum transport velocity, considering only orbital states and neglecting valley and spin degrees of freedom. Taking realistic geometrical constraints into account, charge shuttling speeds up to $\ensuremath{\sim}300$ m/s preserve adiabaticity. Coherent spin transport is simulated by including spin-orbit and valley terms in an effective Hamiltonian, shuttling one member of a singlet pair and tracking the entanglement fidelity. With realistic device and material parameters, shuttle speeds in the range $10--100$ m/s with high spin entanglement fidelities are obtained when the tunneling energy exceeds the Zeeman energy. High fidelity also requires the interdot valley phase difference to be below a threshold determined by the ratio of tunneling and Zeeman energies, so that spin-valley-orbit mixing is weak. In this regime, we find that the primary source of infidelity is a coherent spin rotation that is correctable, in principle. The results pertain to proposals for large-scale spin qubit processors in isotopically purified silicon that rely on coherent shuttling of spins to rapidly distribute quantum information between computational nodes.
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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 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
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 ».