自旋依赖脉冲激光冲击的保真度界

利用快速光学拉曼脉冲激发囚禁离子超精细量子比特,能够实现速度快于阱周期的纠缠门操作,同时保持量子比特的长相干时间,从而支持实用量子计算。实现高保真度的快速双量子比特门需要高质量的依赖于自旋的动量传递(SDK),这是其基本构建模块。在此,该团队对控制参数(包括拉曼频率差、脉冲到达时间、兰姆-迪克参数、温度、脉冲宽度及SDK时间)进行了表征,这些参数可最大化单离子SDK在兼容少量快速脉冲实验方案中的性能。通过解析方法与数值模拟,该工作证明,在常用于不保真度优化的模型中,有限脉冲持续时间是误差的主要来源,对于纳秒级SDK,其贡献比进动运动高出数个数量级。在采用 \(\gtrsim10\) 个固定振幅、等间距皮秒脉冲的方案中,可在纳秒量级的SDK时间内实现低于 \(10^{-3}\) 的低不保真度。这些结果为利用当前脉冲激光技术实现具有竞争力的SDK保真度提供了定量设计规则,为亚微秒级囚禁离子量子纠缠操作奠定了基础。
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提交arXiv: 2026-05-29 15:13

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