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囚禁离子超精细量子比特的高保真度间接读出

量子物理 2022-09-14 v1 原子物理

摘要

我们提出并演示了一种囚禁离子超精细量子比特的高保真度间接读出协议,其中利用激光驱动的拉曼跃迁将 9Be+^9\text{Be}^+ 量子比特离子的状态映射到 25Mg+^{25}\text{Mg}^+ 读出离子。通过将 9Be+^9\text{Be}^+ 基态超精细流形划分为代表两个量子比特态的两个子空间,并选择合适的激光参数,该协议可对抗拉曼跃迁上的自发光子散射误差保持鲁棒,从而能够通过重复来提高读出保真度。我们展示了两个子空间的联合读出与反作用误差分别为 1.20.6+1.1×1041.2^{+1.1}_{-0.6} \times 10^{-4}00+1.9×1050^{+1.9}_{-0} \times 10^{-5}(68% 置信度),同时避免了直接荧光探测固有的杂散共振光对旁观量子比特造成的退相干。

关键词

引用

@article{arxiv.2112.06341,
  title  = {High-fidelity indirect readout of trapped-ion hyperfine qubits},
  author = {Stephen D. Erickson and Jenny J. Wu and Pan-Yu Hou and Daniel C. Cole and Shawn Geller and Alex Kwiatkowski and Scott Glancy and Emanuel Knill and Daniel H. Slichter and Andrew C. Wilson and Dietrich Leibfried},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2112.06341},
  year   = {2022}
}

备注

7 + 6 pages, 3 + 1 figures