消除 Rydberg 量子门中的 Doppler 去相位误差

由于量子比特原子的残余热运动导致的 Doppler 去相位误差是中性原子量子门 fidelity 损失的主要原因。除了制冷和捕获的进展外，很少有有效方法来消除这一误差。本文引入一种利用脱共挨场对准的策略，通过将辅助态持续 dress 化来保护的 Rydberg 态，以产生与相同 Doppler 去相位误差来源相反但增强的灵敏度。结合激光脉冲的最优控制，我们实现了一系列对 Rb 和 Cs 原子完全鲁棒于 Doppler 去相位误差的 Rydberg 双量子受控非门。我们对该门操作进行基准测试，在较低激发辅助态下，fidelity F≈0.9906在任意温度下有效；在50 μK温度下，可实现更高的fidelity F≈0.9965。我们的结果显著降低了高保真量子门对原子温度的要求，并为中性原子容错量子计算提供了基本指导。