在分子量子比特上实现具有完全重聚焦和状态层析成像的量子傅里叶变换

基于镧系配合物的分子自旋量子位为量子技术提供了一个极具前景的平台,兼具化学可调性与多能级编码优势。然而,其理论预期能力的实验验证仍十分有限,主要难点在于如何实现对长脉冲序列中量子态间相干性的精确调控。该研究团队在173Yb(trensal)分子量子位中实现了量子傅里叶变换(QFT)——该算法作为众多量子算法的核心组件,能将量子信息存储于相干相位中。QFT不仅为相干操控提供了理想基准,更为分子自旋量子位带来了前所未有的挑战。研究人员通过在该算法中嵌入针对自旋量子位的全重聚焦协议,有效抑制了非均匀展宽效应,实现了量子态的高保真度恢复。完整量子态层析验证了算法性能,模拟计算则揭示了非均匀展宽背后的物理机制。该工作证实了分子自旋量子位执行量子逻辑运算的可行性,凸显了其应用潜力。
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提交arXiv: 2025-12-17 17:22

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