Identificando bloqueio de spin de Pauli usando aprendizado profundo

Identificando bloqueio de spin de Pauli usando aprendizado profundo

Jonas Schuff1, Dominic T. Lennon1, Simon Geyer2, David L. Craig1, Federico Fedele1, Florian Vigneau1, Leon C. Camenzind2, Andreas V. Kuhlmann2, G. Andrew D. Briggs1, Dominik M. Zumbühl2, Dino Sejdinovic3 e Natália Ares4

1Departamento de Materiais, Universidade de Oxford, Oxford OX1 3PH, Reino Unido
2Departamento de Física, Universidade de Basileia, 4056 Basileia, Suíça
3Escola de Ciências da Computação e Matemática e AIML, Universidade de Adelaide, SA 5005, Austrália
4Departamento de Ciências da Engenharia, Universidade de Oxford, Oxford OX1 3PJ, Reino Unido

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Sumário

O bloqueio de spin de Pauli (PSB) pode ser empregado como um ótimo recurso para inicialização e leitura de spin qubit mesmo em temperaturas elevadas, mas pode ser difícil de identificar. Apresentamos um algoritmo de aprendizado de máquina capaz de identificar automaticamente PSB usando medições de transporte de carga. A escassez de dados PSB é contornada treinando o algoritmo com dados simulados e usando validação entre dispositivos. Demonstramos nossa abordagem em um dispositivo transistor de efeito de campo de silício e relatamos uma precisão de 96% em diferentes dispositivos de teste, evidenciando que a abordagem é robusta à variabilidade do dispositivo. Espera-se que nosso algoritmo, uma etapa essencial para realizar o ajuste totalmente automático de qubits, seja utilizável em todos os tipos de dispositivos de pontos quânticos.

Desenvolvemos um algoritmo de aprendizado de máquina para detectar automaticamente um efeito indescritível relacionado à operação de dispositivos que atualmente aparecem entre as arquiteturas candidatas preferidas para tecnologias quânticas, os qubits semicondutores. Este é um passo importante em direção à computação quântica escalável com circuitos semicondutores. O efeito, bloqueio de spin Pauli (PSB), pode ser usado para iniciar e ler qubits, um requisito fundamental da computação quântica. No entanto, a detecção de PSB é um desafio devido à sua raridade e sensibilidade a variações de materiais e defeitos de fabricação. Para superar isso, usamos um simulador inspirado na física e um método chamado validação entre dispositivos, treinando o algoritmo em dados de um dispositivo e testando-o em outro. Demonstrado em um dispositivo transistor de efeito de campo de silício, o algoritmo alcançou 96% de precisão na identificação de PSB em diferentes dispositivos de teste. Curiosamente, o estudo descobriu que os dados simulados são mais importantes para o treinamento do algoritmo do que os dados do mundo real, principalmente devido à disponibilidade limitada de dados experimentais abrangentes. Esta pesquisa acelera a realização de computadores quânticos práticos e escaláveis.

► dados BibTeX

► Referências

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Citado por

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As citações acima são de SAO / NASA ADS (última atualização com êxito 2023-08-08 14:42:46). A lista pode estar incompleta, pois nem todos os editores fornecem dados de citação adequados e completos.

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