基于两光子量子拉比模型的确定性两光子 C-Z 门

我们提出了一种实现基于两光子量子拉比模型 (QRM) 变体的确定性两光子 C-Z 门的方案，这在 circuit QED 框架下可行。我们首先利用两光子相互作用来实现非线性相位 (NS) 门，随后遵循 KLM 方案构建 C-Z 门。我们考虑了三种不同 regime：强耦合 regime、扰动超强耦合 regime 和大 detuning regime。我们的结果表明，C-Z 门在高保真度下运行快速且抗去相干。我们还展示了光波导中的光子态可以通过可变耦合器输入到 circuit QED 系统中，并在与之相互作用后以几乎相同波形（仅有 $\pi$ 相位移）释放出来。我们的方案为实现通过光-物质相互作用实现快速且确定性的两光子量子门提供了合适的途径。