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通过超快原子-离子纠缠门实现确定性原子穿梭互连

量子物理 2026-07-17 v1 原子物理
作者: Mu Qiao
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摘要

中性原子阵列和捕获离子晶体为容错量子计算提供了互补的优势，但缺乏快速确定性相互作用的方式。在这里，我们提出了一种受控-ZZ门，该门由里德伯激发原子和捕获离子之间的电荷诱导偶极（C4C_4）力产生，并通过离子上的自旋相关光学马格努斯力平衡，该力在几微秒内闭合相空间轨迹。切换里德伯态将该方案扩展到多离子晶体，且开销可忽略不计。由此产生的∼5 {\sim}5\,kHz原子穿梭加速了短距离QCCD链路，并实现了混合qLDPC存储器，其中原子逻辑量子比特被写入到被视为被动存储区的离子块上。我们进行了电路级蒙特卡洛模拟，发现混合架构在固定码距和逻辑错误率下支持比纯原子或纯离子架构多数量级的操作。

关键词

原子-离子纠缠 里德伯激发 量子互连 原子穿梭 QCCD qLDPC 混合架构

引用

@article{arxiv.2607.15597,
  title  = {Deterministic atom-shuttle interconnects via ultrafast atom-ion entangling gate},
  author = {Mu Qiao},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2607.15597},
  year   = {2026}
}