利用混合里德伯-里德伯相互作用的绝热高保真量子门

里德伯阻塞门是基于中性里德伯原子的可扩展量子计算的基本要素。然而此类门的保真度受限于来自里德伯能级移动的阻塞误差，这妨碍了其广泛应用。基于暗态绝热通道，我们发展了一种在同时具有范德华（vdWsI）与共振偶极-偶极相互作用（DDI）的混合系统中实现双原子无阻塞误差量子门的新协议。基本思想依赖于转换两种相互作用的角色，即DDI充当一时变可调脉冲，而vdWsI充当可忽略的中间能级移动（只要保持绝热条件）。我们采用具有$k\pi$（$k\gg 1$）面积并伴随DDI平滑调谐的优化超高斯光脉冲，构成圆型受激拉曼绝热通道，可稳健确保更快的操作时间$\sim 80ns$以及高效门保真度$\sim0.9996$。该理论协议为复杂里德伯系统中的混合相互作用提供了灵活处理，使得按需设计新型有效里德伯量子门器件成为可能。