Estrategias para mejorar las fidelidades de transporte cuántico en pozos de Si/SiGe con desorden de aleación aleatoria

Se necesita un acoplamiento coherente entre qubits distantes para cualquier esquema de computación cuántica escalable. En sistemas de puntos cuánticos, una propuesta para el acoplamiento a largas distancias es transferir coherentemente los espines de electrones a través de un chip en un potencial en movimiento. Aquí, utilizamos simulaciones para estudiar los desafíos del transporte de espines en heteroestructuras de Si/SiGe causados por el grado de libertad de valle. Mostramos que para dispositivos con una separación de valle dominada por el desorden de aleación, se puede esperar encontrar bolsillos de baja separación de valle, dado un trayecto de transporte lo suficientemente largo. En tales ubicaciones, el tunelamiento intervalle lleva a un desapego de la función de onda de espín, reduciendo sustancialmente la fidelidad del transporte. Mostramos cómo mitigar este problema modificando la composición de la heteroestructura, o variando el campo eléctrico vertical, la velocidad de transporte, la forma y el tamaño del punto, o el trayecto de transporte. Además, mostramos que combinaciones de estas estrategias pueden reducir la falta de fidelidad del transporte en varios órdenes de magnitud, poniendo las fidelidades de transporte suficientes para la corrección de errores al alcance.