解决多体纳米光纤腔QED系统中无串扰量子门操作的需求

一种通过飞行光子连接包含静止原子量子比特的独立模块的分布式网络架构,是实现中性原子量子计算平台规模化的前景方案。该研究团队探讨了全光纤平台设计——由纳米光纤腔量子电动力学系统通过传统光纤互连构成。每个纳米光纤腔通过其倏逝场与多个原子实现强耦合,并通过调控局域交流斯塔克频移及原子-光纤间距来改变有效光-物质耦合强度,从而针对单个腔内(局域)或两个远距腔体(远程)的原子对实施光子介导的量子逻辑门操作。 通过数值模拟,研究人员采用平均门保真度、成功概率和泡利错误率三项指标,评估了利用上述寻址方法实现近乎无串扰门操作所需的参数要求,涵盖局域与远程受控Z门两种情形。针对理想寻址场景,该工作还通过解析方法确定了受限于腔反射率、协作性及量子比特能级分裂的理论最优门性能。

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