具有最优脉冲的高保真里德伯受控Z门

高保真受控Z（$C_Z$）门是构建大规模量子计算机所必需的关键组件。在中性原子中，其里德伯态间强烈的偶极-偶极相互作用使其成为实现 $C_Z$ 门的领先平台之一。本文中，我们在三能级阶梯型原子系统中数值研究了生成高保真里德伯 $C_{Z}$ 门的时间最优脉冲。通过调节高斯或分段脉冲的时间波形，在对称门操作协议下中间激发态的布居被抑制，从而得到贝尔保真度高达 $99.92\%$ 的 $C_{Z}$ 门。这些优化脉冲对热涨落与激发场变化具有鲁棒性。我们的结果有望在可行且可控的实验参数下实现高保真、快速的门操作，其超越了有限阻塞强度下的绝热操作 regime。