囚禁离子纠缠门的高效光学配置
在可扩展平台上高保真度并行实现构成通用量子计算基础的二量子比特纠缠门,是容错量子计算实施中面临的最大挑战之一。离子阱量子比特的集成光学寻址技术,为扩展目前在小规模系统中已实现的高保真度光学控制提供了可行路径。本文研究表明,集成光学不仅能实现规模扩展,其技术特性还能显著降低针对多种离子物种长寿命基态量子比特编码实施光移(LS)和莫尔-索伦森(MS)几何相位门所需的激光功率。在提出的基于驻波(SW)相位稳定节点离子定位实现载波抵消的新型门控方案中,计算表明驻波节点对自发光子散射的抑制效应允许采用更小的拉曼失谐量进行门驱动,与传统行波(RW)方案相比,对于给定持续时间及散射限制保真度的门操作,功率需求可降低约一个数量级(特定参数区间降幅更为显著)。该驻波方案还具有同步消除限制门速率的非期望相干耦合的附加优势。该工作量化了多种离子物种的功率需求,阐明了集成光路传输实际实现的载波抵消构型带来的性能提升,为可扩展平台上实现快速高效激光纠缠门提供了实验与系统设计指导。
