单中性原子量子比特在魔术强度光阱间转移的相干性保持

我们展示了在不同光偶极阱（ODT）之间转移单颗移动原子量子比特的过程中，能够良好地保持其相干性。这是一个实现大规模中性原子量子信息处理平台的必要步骤。一种编码于 $^{87}$Rb 原子超精细态中的量子比特，通过一个辅助移动ODT被动态从静态量子寄存器中提取出来，然后被重新插入到静态ODT中。以前的实验受限于量子比特状态差分光位移所导致的相干性衰减。本实验中我们应用一种魔术强度捕获技术，这种技术减轻了光位移的有害影响，显著提高了相干时间至 $225 \pm 21\,\mathrm{ms}$。实验所示的魔术捕获技术依赖于此前被忽略的超极化率对光位移的贡献，这使得光位移对捕获激光强度的依赖性呈抛物线。由于这种抛物线依赖性，在特定的“魔术”强度下，第一阶对捕获光强度变化的灵敏度将被消除。我们实验地展示了这一方法的实用性，并首次测量了超极化率。我们的结果为构建以单个原子置于魔术ODT阵列中的可扩展量子计算架构铺平了道路。