基于鲁棒量子最优控制在 Lamb-Dicke 区外实现快速离子量子门
量子物理
2022-09-21 v1
摘要
我们提出一种鲁棒量子最优控制框架，用于在离子阱量子处理器上实现快速纠缠门。该框架利用定制激光脉冲驱动离子的多个振动边带以创建声子介导的纠缠门，并且与现有最优方法不同，既不需要弱耦合 Lamb-Dicke 近似，也不需要微扰处理。通过应用基于梯度的最优控制，它能够找到在 Lamb-Dicke 区外工作的振幅和相位调制激光控制协议，有望实现与特征阱频率相当的微秒量级门速度。此外，可方便地纳入对离子温度和初始光相位的鲁棒性要求，以针对实验缺陷追求高质量快速门。我们的方法在加速量子门以实现更大量子电路用于量子计算与模拟方面迈出了一步，因此可在近未来实验中找到应用。
引用
@article{arxiv.2209.09615,
title = {Fast Ion Gates Outside the Lamb-Dicke Regime by Robust Quantum Optimal Control},
author = {Xiaodong Yang and Yiheng Lin and Yao Lu and Jun Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.09615},
year = {2022}
}
备注
9 pages, 3 figures