用于可扩展拉曼驱动超精细量子比特的色散光学系统

超精细原子态是量子信息处理中量子比特编码最有前途的候选者之一。在原子系统中，超精细跃迁通常通过双光子拉曼过程由在超精细量子比特频率上调幅的激光场驱动。在此，我们引入一种新方法，通过对激光进行相位调制并从其称为啁啾布拉格光栅 (CBG) 的高色散光学元件反射来产生幅度调制。该方法被动稳定、效率高，且与高功率激光源兼容，可实现大拉比频率和改善的量子相干性。我们通过全局驱动囚禁在光镊中的约 $300$ 个中性 $^{87}$Rb 原子量子比特阵列来基准测试这一新方法，获得了 2 MHz 的拉比频率以及每个 $\pi$-脉冲 $< 2 \times 10^{-4}$ 的光子散射错误率。这种稳健方法可直接与中性原子和囚禁离子系统中的局部寻址光学器件集成，以促进量子信息处理的高保真单量子比特操作。