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Enregistrement W4401973659 · doi:10.1038/s41567-024-02614-w

Assessment of the errors of high-fidelity two-qubit gates in silicon quantum dots

2024· article· en· W4401973659 sur OpenAlexaff
Tuomo Tanttu, Wee Han Lim, Jonathan Y. Huang, Nard Dumoulin Stuyck, Will Gilbert, Rocky Y. Su, MengKe Feng, Jesús D. Cifuentes, Amanda E. Seedhouse, Stefan Seritan, Corey Ostrove, Kenneth Rudinger, Ross C. C. Leon, W. Huang, Christopher C. Escott, Kohei M. Itoh, N. V. Abrosimov, Hans-Joachim Pohl, M. L. W. Thewalt, Fay E. Hudson, Robin Blume-Kohout, Stephen D. Bartlett, Andrea Morello, Arne Laucht, Chih Hwan Yang, André Saraiva, Andrew S. Dzurak

Notice bibliographique

RevueNature Physics · 2024
Typearticle
Langueen
DomainePhysics and Astronomy
ThématiqueQuantum and electron transport phenomena
Établissements canadiensSimon Fraser University
Organismes subventionnairesArmy Research OfficeAdvanced Scientific Computing ResearchNational Nuclear Security AdministrationSandia National LaboratoriesU.S. Department of EnergyAustralian National Fabrication FacilityUniversity of SydneyAustralian Research CouncilUniversity of New South Wales
Mots-clésPhysicsQubitQuantum dotFidelityQuantum computerHigh fidelitySiliconQuantum mechanicsQuantum gateOptoelectronicsQuantumTelecommunicationsComputer science

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Achieving high-fidelity entangling operations between qubits consistently is essential for the performance of multi-qubit systems. Solid-state platforms are particularly exposed to errors arising from materials-induced variability between qubits, which leads to performance inconsistencies. Here we study the errors in a spin qubit processor, tying them to their physical origins. We use this knowledge to demonstrate consistent and repeatable operation with above 99% fidelity of two-qubit gates in the technologically important silicon metal-oxide-semiconductor quantum dot platform. Analysis of the physical errors and fidelities in multiple devices over extended periods allows us to ensure that we capture the variation and the most common error types. Physical error sources include the slow nuclear and electrical noise on single qubits and contextual noise that depends on the applied control sequence. Furthermore, we investigate the impact of qubit design, feedback systems and robust gate design to inform the design of future scalable, high-fidelity control strategies. Our results highlight both the capabilities and challenges for the scaling-up of silicon spin-based qubits into full-scale quantum processors.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni 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.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,003
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,001
Score d'incertitude au seuil0,004

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,003
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0000,001
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

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.

Tête enseignante Opus0,006
Tête enseignante GPT0,276
Écart entre enseignants0,270 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_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 découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations49
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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