생성 데이터 인텔리전스

딥 러닝을 사용한 Pauli 스핀 차단 식별

시간

조나스 슈프1, 도미닉 T. 레논1, 사이먼 가이어2, 데이비드 L. 크레이그1, 페데리코 페델레1, 플로리안 비뇨1, 레온 C. 카멘진드2, 안드레아스 V. 쿨만2, G. 앤드류 D. 브릭스1, 도미닉 M. 줌뷜2, 디노 세이디노비치3나탈리아 아레스4

1영국 옥스퍼드대학교 재료학과 옥스퍼드 OX1 3PH
2스위스 바젤 4056 바젤 대학교 물리학과
3호주 애들레이드 대학교 컴퓨터 및 수리과학부 및 AIML
4영국 옥스퍼드대학교 공학과, 옥스퍼드 OX1 3PJ

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추상

Pauli 스핀 차단(PSB)은 고온에서도 스핀 큐비트 초기화 및 판독을 위한 훌륭한 리소스로 사용될 수 있지만 식별하기 어려울 수 있습니다. 전하 수송 측정을 사용하여 PSB를 자동으로 식별할 수 있는 기계 학습 알고리즘을 제시합니다. PSB 데이터의 부족은 시뮬레이션된 데이터로 알고리즘을 교육하고 장치 간 검증을 사용하여 회피됩니다. 우리는 실리콘 전계 효과 트랜지스터 장치에 대한 접근 방식을 시연하고 다양한 테스트 장치에서 96%의 정확도를 보고하여 이 접근 방식이 장치 가변성에 강력하다는 증거를 제공합니다. 완전 자동 큐비트 튜닝을 실현하기 위한 필수 단계인 우리의 알고리즘은 모든 유형의 양자점 장치에 적용할 수 있을 것으로 예상됩니다.

우리는 현재 양자 기술에 대해 선호되는 후보 아키텍처인 반도체 큐비트 중에서 나타나는 장치의 작동과 관련된 파악하기 어려운 효과를 자동으로 감지하는 기계 학습 알고리즘을 개발했습니다. 이는 반도체 회로를 사용하여 확장 가능한 양자 계산을 향한 중요한 단계입니다. PSB(Pauli 스핀 차단) 효과는 양자 컴퓨팅의 기본 요구 사항인 큐비트를 시작하고 읽는 데 사용될 수 있습니다. 그러나 PSB의 희귀성과 재료 차이 및 제조 결함에 대한 민감성으로 인해 PSB를 감지하는 것은 어렵습니다. 이를 극복하기 위해 우리는 물리학에서 영감을 받은 시뮬레이터와 교차 장치 검증이라는 방법을 사용하여 한 장치의 데이터에 대한 알고리즘을 훈련하고 다른 장치에서 테스트했습니다. 실리콘 전계 효과 트랜지스터 장치에서 시연된 이 알고리즘은 다양한 테스트 장치에서 PSB를 식별하는 데 96%의 정확도를 달성했습니다. 흥미롭게도 이 연구에서는 시뮬레이션된 데이터가 실제 데이터보다 알고리즘 훈련에 더 중요한 것으로 나타났습니다. 이는 주로 포괄적인 실험 데이터의 제한된 가용성 때문입니다. 이 연구는 실용적이고 확장 가능한 양자 컴퓨터의 실현을 가속화합니다.

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위의 인용은 SAO / NASA ADS (마지막으로 성공적으로 업데이트 됨 2023-08-08 14:42:46). 모든 출판사가 적절하고 완전한 인용 데이터를 제공하지는 않기 때문에 목록이 불완전 할 수 있습니다.

가져올 수 없습니다 Crossref 인용 자료 마지막 시도 중 2023-08-08 14:42:44 : Crossref에서 10.22331 / q-2023-08-08-1077에 대한 인용 데이터를 가져올 수 없습니다. DOI가 최근에 등록 된 경우 이는 정상입니다.

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