囚禁离子中双暗路径非绝热全纯单量子比特门的实验实现

对于基于电路的量子计算，以高保真度和强鲁棒性实验实现通用量子逻辑门集合是至关重要且核心的。由几何相位诱导的量子门仅依赖于演化路径的全局性质，具有内置的抗噪特性。在此，我们提出并实验演示了在囚禁 $^{171}\mathrm{Yb}^{+}$ 离子中基于共振驱动四能级系统的双暗路径非绝热全纯单量子比特门。我们通过量子过程层析和随机基准测试方法，以测得的门保真度确认了该实现。同时，我们发现非平凡的全纯双量子比特门也可在当前实验技术内实现。与先前基于三能级系统的实现相比，我们的实验兼具快速非绝热演化的优势和抗系统误差鲁棒性的优点，从而保留了几何相位的主要优势。因此，我们的实验确认了一种用于快速且鲁棒全纯量子计算的有前景的方法。