研究目的
研究利用SWAP门实现硅双量子点中量子信息的相干转移，以克服量子比特间连接受限的问题。
研究成果
研究表明，该共振SWAP门能在硅量子点中实现自旋本征态和任意两量子比特态的高保真传输。这一突破为量子点阵列中的非近邻操作铺平了道路，对扩展量子信息处理规模至关重要。
研究不足
该研究的局限性在于控制电子设备的动态范围，这限制了最小SWAP时间。此外，相干-SWAP门的保真度会受到磁场梯度或交换相互作用随时间波动的影响。
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利用共振SWAP门实现硅双量子点中量子信息的相干转移
DOI：10.1038/s41534-019-0225-0
期刊：npj Quantum Information
出版年份：2019
更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要：
硅量子点中的自旋量子处理器能实现高保真度的单比特与双比特操作。近期虽已实现多比特器件，但多比特演示仍难以达成，部分原因在于比特间连接性受限。通过使用SWAP门可解决该问题——但在存在强磁场梯度的器件中实现SWAP门颇具挑战。本研究采用基础SWAP门在100纳秒内以98%的保真度(F(p)SWAP)转移自旋本征态，借此技术我们实现了无需通过量子点转移电荷即可读出和初始化双量子点状态的方法。进一步研究表明，该SWAP门能在300纳秒内以84%的保真度(F(c)SWAP)转移任意两比特直积态。这项工作为硅量子点中的多比特实验奠定了基础。
作者：
A. J. Sigillito，M. J. Gullans，L. F. Edge，M. Borselli，J. R. Petta
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