量子科技中心_量科网

在量子纠错（QEC）中，以高效且无串扰的方式对辅助量子比特子集进行局域控制和测量是一项关键能力。双物种中性原子阵列为实现这些功能提供了理想方案，能够对每种原子物种进行独立的态制备、操控和探测。在本工作中，我们实现了一种由Na和Cs原子组成的双物种里德伯阵列，这两种原子被囚禁于共局域的二维光镊阵列中，其中Na作为辅助量子比特，用于测量周围Cs数据量子比特的稳定子。我们发现，有限的物种间里德伯-里德伯相互作用强度是实现高保真多体纠缠的实际障碍，并证明通过调节里德伯驱动场的拉比频率和失谐量，可以补偿由此产生的几何相位误差。基于此，我们提出了一种仅通过全局脉冲即可同时、非破坏性地对多个数据量子比特进行原位稳定子读出的协议。利用该协议，我们通过单次全局里德伯脉冲序列，在四量子比特Cs plaquette上演示了Pauli-Z稳定子的非破坏性测量。我们的研究成果表明，双物种光镊阵列是实现可扩展量子纠错的一条有前景的路径，并为利用物种间和物种内相互作用的新型量子控制协议打开了大门。