面向many-body纳米光纤腔QED系统的无串扰量子门操作要求

由飞行光子连接单个包含稳态原子量子比特的模块组成的分布式网络架构是一种有前景的用于扩大中性原子基准量子计算平台的方案。我们考虑由纳米光纤腔QED系统通过常规光纤互连的全光纤平台。每个纳米光纤腔通过其挥发场与多个原子强耦合，通过调控有效光-物质耦合方式，对其中两对原子（一个腔内或两个远端腔间）进行寻址，以实现基于光子中介的量子逻辑门操作。我们通过计算平均门保真度、成功概率和Pauli误差率来数值评估实现近乎无串扰的门操作所需参数，针对局部和远程受控-Z门。对于完美寻址的情况，我们还解析确定了受限于腔反射率、合作性和量子比特能级分裂的理论最优门性能。