单门控多体纠缠在室温量子寄存器中的实现
多体纠缠是量子系统的基本特征,对执行量子算法、实现纠错及达成量子增强传感至关重要。在金刚石氮空位(NV)中心等固态量子寄存器中,纠缠态通常通过中心电子与单个核自旋量子位间的顺序双比特门来构建。这种串行方法效率低下且易受串扰误差影响。该研究团队展示了一种并行化多量子比特纠缠门,仅用14.8微秒便在室温NV中心制备出四量子比特GHZ态——比传统双比特门串联方案快10倍。通过测量多重量子相干验证了纠缠态质量:双量子比特纠缠门平均保真度达0.96(1),四量子比特并行门保真度为0.92(4),而串行四量子比特门保真度仅为0.69(3)。该方案可推广至其他固态量子平台,为实用化器件中可扩展纠缠态的制备与控制奠定了基础。
