多量子比特里德堡远程原子门

该研究团队提出了一种高效协议,可在中性原子阵列中实现多量子比特门。这些原子将量子比特编码在电子基态的长寿命超精细子能级中。为实现量子门操作,研究人员采用全局激光脉冲将原子激发到具有强阻塞相互作用的里德堡态,这种相互作用能抑制呈星型图构型排列的邻近原子被同时激发。里德堡激发的数量(进而决定最终态的奇偶性)取决于多量子比特的输入态。当改变相互作用符号并用相同激光脉冲使原子退激发时,系统将获得仅取决于激发态奇偶性的几何相位,同时动力学相位被完全抵消。结合单量子比特旋转操作,该变换可转化为作用于k+1个原子的CkZ门或CkNOT量子门。该工作还提出了该方案的扩展应用,通过由原子链构成的量子总线实现远距离原子量子比特间的量子门操作。

量科快讯