通过量子最优控制在里德堡原子中实现抗噪声超快纠缠态生成
该研究团队对两个里德堡阻塞原子间超快纠缠态生成机制进行了全面理论分析,特别考量了实际激光噪声的影响。以飞秒高斯脉冲为基准,通过蒙特卡洛系综模拟系统评估了白噪声、粉红噪声(1/f)和奥恩斯坦-乌伦贝克谱条件下贝尔态保真度对幅度噪声与相位噪声的敏感性。结果表明:系统对幅度噪声具有良好容忍度,即使噪声水平达30%仍能保持90%以上保真度;而相位噪声是主要限制因素,当噪声幅度超过约1%时保真度会急剧下降。噪声频谱结构同样关键:相同幅度下,粉红噪声导致的保真度损失始终小于白噪声。通过在多等式约束条件下应用D-MORPH算法的量子最优控制理论(QOCT),研究人员获得了具有频谱陷波特性的双脉冲结构——该结构在无噪声情况下可实现约99%保真度,并在中等幅度噪声下保持高保真度。研究发现当幅度噪声超过1%的临界阈值时,即使优化脉冲也无法维持相干控制。这些结果为开发飞秒级超快中性原子量子处理器提供了实用基准。

