基于里德堡原子系综集体增强效应的无腔分布式量子计算

该研究团队提出了一种基于里德堡原子系集体增强效应的无腔量子网络完整架构。该方案利用里德堡阻塞效应和相位匹配定向发射,在保持性能的同时消除了光学谐振腔需求。该架构包含三个关键步骤:(i)通过里德堡阻塞实现局域控制-系综纠缠,其保真度Fgate≈99.93%;(ii)通过拉曼跃迁实现原子-光子转换,获得35%的定向发射效率(ηdir)和19%的单节点效率(ηnode);(iii)通过Hong-Ou-Mandel干涉实现远程原子间纠缠,产生的贝尔态保真度F>97.5%。结合量子存储器的重试机制,在20公里距离下可实现超过600赫兹的纠缠生成速率。这种无腔方案为分布式量子计算和安全量子通信提供了实用化、可扩展的实现路径。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-03-16 05:53

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