超精细量子元的非均匀原子系综控制
量子物理
2015-05-30 v1 原子物理
摘要
我们研究了在存在幅度和失谐非均匀性的情况下，通过施加射频和微波频率磁场来控制编码在碱金属原子超精细自旋中的d维量子系统（量子元）的能力。这种能力对于设计减轻实验不确定性影响的鲁棒脉冲至关重要，并且也适用于对扩展系综中特定成员的层析寻址。我们研究了从初始基准态制备希尔伯特空间中任意态的问题。我们证明了基于半解析协议，量子元系综的非均匀控制是可能的，该协议通过在重叠不可约子空间中交替的射频和微波驱动的SU(2)旋转序列来合成目标态。我们研究了几种鲁棒控制的例子，并将半解析协议与暴力的全数值搜索进行了比较。对于小于1%的小非均匀性，两种方法都实现了大于0.99的平均保真度，但暴力方法表现更优，能在更短的时间内达到高保真度，并且能够处理远超实验不确定性的非均匀性。全数值搜索也被应用于层析寻址，从而在系综的两半中产生了自旋的两种不同的非经典态。
引用
@article{arxiv.1109.0146,
title = {Control of inhomogeneous atomic ensembles of hyperfine qudits},
author = {Brian E. Mischuck and Seth T. Merkel and Ivan H. Deutsch},
journal= {arXiv preprint arXiv:1109.0146},
year = {2015}
}