基于驱动量子 Rabi 模型的多压缩态生成与通用玻色子控制

对玻色子自由度的通用控制是追求基于量子技术的关键。然而，这种通用控制需要执行高要求非高斯门的能力——即玻色子算符层面高于二次的交互。在此，我们考虑一个单辅助二能级系统，通过驱动量子 Rabi 模型与所关注的玻色模式相互作用，并表明其足以确定性地实现一大类高斯与非高斯门，进而提供通用玻色子控制。该方案降低了先前基于辅助比特方法所需的开销，后者需要长门序列来生成高占据数目标态。事实上，我们的方法自然产生多压缩态的高保真制备——即位移态与压缩态的高阶推广——其具有大的相空间 Wigner 负性。通过生成三次相位门进一步说明了该通用控制。最后，我们探讨了该方法在真实噪声存在下的鲁棒性。由于所考虑相互作用的普遍性，我们的方案可能为不同装置中玻色态的设计、制备与控制开辟新途径。