摆态下极性分子的纠缠

在使用被捕获的超冷极性分子阵列作为量子比特的量子计算机方案中，会施加具有显著梯度的强外场，以防止偶极矩被转动猝灭，并区分不同的量子比特位点。该外场诱导分子偶极子发生摆动，这显著影响了量子比特态和偶极-偶极相互作用。我们评估了两个线性偶极子的摆态量子比特态的纠缠，以逐对并发度(concurrence)为特征，将其作为分子偶极矩与转动常数、外场强度与偶极-偶极耦合强度以及环境温度的函数。我们还评估了由偶极-偶极相互作用产生的关键频移 $\triangle\omega$。在所提出的量子计算机的预期条件下，对于基态本征态，并发度和 $\triangle\omega$ 都变得非常小。原则上，只要分辨率足够高以能够明确检测到 $\triangle\omega$ 频移，这种弱纠缠便足以满足逻辑门的运行。然而在实践中，对于许多候选极性分子，获得足够的分辨率似乎是一项具有挑战性的任务。我们提供了拟合于我们数值结果的简单近似公式，由此可以根据无量纲约化变量获得并发度和 $\triangle\omega$ 频移。