通过囚禁里德伯离子中工程化的圆锥交叉实现定向运动控制
量子物理
2025-09-16 v1
摘要
我们展示了在囚禁里德伯离子中运动动力学的相干控制，这些离子被工程化以在绝热势能面之间表现出圆锥交叉。使用量子最优控制，一个最优成形的电场在微秒时间尺度上驱动运动波包在预定的空间构型之间。局域化的非绝热耦合打破了动力学的对称性并产生了一个定向轨迹：在仅几次早期通过圆锥交叉区域后，波包以高保真度向目标前进。相比之下，在玻恩-奥本海默极限中，这种耦合不存在，优化的控制产生对称的多周期振荡，而不是可比较的定向位移。虽然两种方法在选定的最终时间都到达目标，但潜在的轨迹在性质上是不同的。这项工作表明，工程化的圆锥交叉可以作为定向运动动力学的一种新的控制资源，补充囚禁离子系统中的脉冲整形方法。这种由圆锥交叉实现的离子定向运动，预计将对量子信息处理有重要应用，其中受控的运动状态是高保真门操作和可扩展架构的基础。
引用
@article{arxiv.2509.11350,
title = {Directional Motional Control via Engineered Conical Intersections in Trapped Rydberg Ions},
author = {Abdessamad Belfakir and Yousra Bouasria and Herschel Rabitz and Ahmed Ratnani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.11350},
year = {2025}
}
备注
16 pages, 4 figures