基于双光子绝热快速通道的高保真多量子比特里德伯门

我们提出了一种鲁棒协议，用于在耦合到高激发里德伯态的中性原子量子比特上实现高保真多量子比特受控相位门 $(C^kZ)$。我们的方法基于将绝热快速通道扩展到经由碱金属原子里德伯实验中常见的短寿命中间激发态的双光子激发，并考虑了来自完整超精细激发态流形自发衰变与微分 AC 斯塔克位移的全部影响。我们评估并优化了门性能，得出结论：对于 Cs 及当前可用的激光频率与功率，通过此协议可在约 $1.8$~$\mu$s 内实现三量子比特保真度 $\mathcal{F}>0.995$ 的 $CCZ$ 门与四量子比特保真度 $\mathcal{F}>0.99$ 的 $CCCZ$ 门。更高保真度可借助未来技术实现，我们的结果凸显了中性原子阵列在本机实现多量子比特酉算符方面的效用。