量子科技中心_量科网

高保真度量子逻辑操作在离子阱中通常需要将离子的集体运动冷却至接近基态。由于冷却离子运动通常涉及自发光子散射等耗散过程，研究人员在门操作序列之间对选定的冷却离子采用协同冷却技术，以冷却离子链而不影响数据量子比特。冷却离子的常见实现方式包括使用不同原子种类、同种原子的不同同位素或可单独寻址的离子。这些方法均面临相关挑战，例如硬件复杂性增加、径向模式冷却效率降低以及重排序事件带来的额外实验开销。该团队展示了一种协同冷却方案，利用窄四极跃迁可访问的内部亚稳态原子能级，借助自然塞曼位移和单独寻址的拉曼跃迁，实现非冷却离子（即“数据离子”）与冷却离子的隔离。研究表明，冷却过程对数据离子造成的退相干程度适中，同时保留了高保真度门操作所需的相干性要求。