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基于合成原子核构建的量子比特的高保真操控

量子物理 2022-03-11 v1 原子物理

摘要

最近实现的 133^{133}Ba+^+ 俘获与激光冷却为将该近乎理想的原子用于量子信息处理打开了大门。然而,在进行高保真量子比特操作之前,需要获知若干未知态能量。在此,我们报道了 2^2P3/2_{3/2}2^2D5/2_{5/2} 超精细分裂,以及 2^2P3/2_{3/2}\leftrightarrow 2^2S1/2_{1/2}2^2P3/2_{3/2} \leftrightarrow 2^2D5/2_{5/2} 跃迁频率的测量。利用这些跃迁,我们展示了高保真 133^{133}Ba+^+ 超精细量子比特操控,并以电子 shelving 探测来基准测试量子比特态制备与测量(SPAM)。使用单次阈值判别,我们测得平均 SPAM 保真度为 F=0.99971(6)\mathcal{F} = 0.99971(6),约为任何量子比特已报道最佳性能的 2 倍。

关键词

引用

@article{arxiv.1907.13331,
  title  = {High fidelity manipulation of a qubit built from a synthetic nucleus},
  author = {Justin E. Christensen and David Hucul and Wesley C. Campbell and Eric R. Hudson},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1907.13331},
  year   = {2022}
}