钡离子(Ba+)亚稳态的自发拉曼散射

通过离子和原子中双光子受激拉曼跃迁实现的量子逻辑门,其性能从根本上受到自发辐射散射误差的限制。近期对这些散射过程的理论研究表明:当采用远失谐激光器实现此类门操作时,其错误率不存在理论下限,该理论框架还可拓展至亚稳态量子比特。为验证该理论模型,研究人员针对137Ba+离子亚稳态D5/2能级的初始态,分别测量了近失谐与远失谐激光作用下的拉曼散射率。实验测得的自发拉曼散射率与理论预测相符,表明采用数十太赫兹甚至更大失谐量的激光激发时,可实现错误率低至约10-4的亚稳态双量子比特门操作。

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