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World File Search System快速门
具有快速门的可扩展量子计算...
我们从理论上研究了在二维微阱结构中使用快速脉冲双量子比特门进行离子捕获量子计算。在一维中，这种快速门在最近邻居之间使用时是最佳的，并且我们研究了将其推广到二维几何结构。我们证明，快速脉冲门能够以比捕获周期更快的速度在相邻陷阱中的离子之间实现高保真度纠缠操作，并且实验证明了激光重复率。值得注意的是，我们发现，在不增加门持续时间的情况下，即使在具有数百个离子的大型阵列中也可以实现高保真度门。为了证明该建议的实用性，我们研究了这些门在 40 模式费米-哈伯德模型的数字模拟中的应用。这也说明了为什么连接任意离子对所需的较短门链使这种几何结构非常适合大规模计算。
利用约瑟夫森参量放大实现硅量子点的快速门读出
硅量子器件中的自旋是大规模量子计算的有希望的候选对象。基于门的自旋量子比特传感提供了具有高保真度的紧凑且可扩展的读出，但是，需要进一步提高灵敏度以满足保真度阈值和实现纠错协议中的快速反馈所需的测量时间尺度。在这里，我们将 622 MHz 的射频门控传感与在 500 – 800 MHz 频段工作的约瑟夫森参数放大器相结合，以减少读取纳米线晶体管中形成的硅双量子点状态所需的积分时间。根据我们实现的信噪比，我们估计平均保真度为 99.7% 的单重态-三重态单次读出可以在 1 μ s 内完成，远低于容错读出的要求，比不使用约瑟夫森参数放大器快 30 倍。此外，约瑟夫森参数放大器允许在较低的射频功率下运行，同时保持相同的信噪比。我们确定噪声温度为 200 mK，其中约瑟夫森参量放大器（25%）、低温放大器（25%）和谐振器（50%）的贡献，显示出进一步提高读出速度的途径。