Ca+/Sr+ 囚禁离子晶体的双物种多量子比特逻辑基元
量子物理
2019-12-03 v1 原子物理
摘要
我们在基于 Ca+ 与 Sr+ 离子的双物种囚禁离子系统中演示了关键的多量子比特量子逻辑基元，使用两个红至近红外波段量子逻辑控制频率的光学量子比特。由于两物种的所有电离、冷却与控制波长处于相似且以可见光为中心的波段，且具利于 sympathetic cooling 的质量比，该离子对是可扩展量子信息处理的 promising 候选。基于 Moelmer-Soerensen 相互作用并在低温表面电极陷阱中执行的同物种与双物种两量子比特门，通过所生成纠缠态的保真度表征；我们在 Ca+ - Ca+ 与 Sr+ - Sr+ 门中分别实现 98.8(2)% 与 97.5(2)% 的保真度。对于类似的 Ca+ - Sr+ 门，我们实现 94.3(3)% 保真度；并在 Sr+ - Ca+ - Sr+ 晶体构型中以 Ca+ sympathetic cooling 离子执行 Sr+ - Sr+ 门，实现 95.7(3)% 保真度。这些基元构成了一套囚禁离子能力，用于具 sympathetic cooling 与辅助读出或态传输的通用量子计算与通信应用逻辑。
引用
@article{arxiv.1905.13122,
title = {Dual-Species, Multi-Qubit Logic Primitives for Ca+/Sr+ Trapped-Ion Crystals},
author = {C. D. Bruzewicz and R. McConnell and J. Stuart and J. M. Sage and J. Chiaverini},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.13122},
year = {2019}
}
备注
12 pages, 4 figures, 2 tables