基于微波驱动自旋翻转阻塞的中性原子纠缠量子逻辑门

里德伯偶极阻塞已成为诱导中性原子量子比特间纠缠的标准机制。在这些方案中，耦合量子比特态与里德伯态的激光场被调制以实现纠缠门。在此我们提出一种替代方案，通过里德伯缀饰与微波场驱动的自旋翻转阻塞实现纠缠门 [Y.-Y. Jau 等, Nat. Phys. 12, 71 (2016)]。我们考虑以铯的时钟态编码量子比特的具体例子。一个辅助超精细态被光学缀饰，从而获取部分里德伯特性。因此它充当代理里德伯态，其非线性光移起到阻塞强度的作用。耦合量子比特态与该缀饰辅助态的微波频率场可被调制以实现纠缠门。为光频段设计的逻辑门协议可移植至该微波频段，其实验控制方法更为稳健。我们表明，与里德伯实验中通常采用的强偶极阻塞区不同，进入中等自旋翻转阻塞区可实现更快的门操作与更小的里德伯衰减。我们研究了可产生高保真度双量子比特纠缠门的各种工作区，并刻画了它们的解析行为。除微波控制固有的稳健性外，我们还能将这些门设计为对原子热运动涨落、激光振幅以及其他噪声源（如杂散背景场）更具鲁棒性。