用于囚禁离子量子计算的横向极化梯度纠缠门
具有单离子寻址能力的纠缠门构建是实现离子阱晶体量子计算的关键方法。传统纠缠门方案通常依赖激光束波矢耦合离子自旋与振动自由度。该研究团队通过实验展示了一种替代方案——采用紧聚焦激光束产生的偏振梯度场(此前被提出作为马格努斯型量子逻辑门)。利用该技术,研究人员在171Yb+离子编码的核自旋量子比特上实施拉曼操作,在线性阱中沿轴向振动模式生成自旋相关力。通过采用声光偏转器创建任意光斑对实现双离子(四离子)链的单离子寻址,该团队实现了保真度超过98.5%(97.2%)的MS门。提升数值孔径与激光功率可进一步缩短门操作时间并提高保真度。该方法与光镊门提案兼容且能大幅简化操作流程,振动模式工程使可扩展离子阱量子计算成为可能。此技术可扩展至二维离子晶体,标志着向大规模离子阱量子处理器迈进的关键一步。
