利用囚禁离子中的色散位移进行多模 Fock 态测量
量子物理
2026-01-09 v1
摘要
囚禁离子天然拥有多个运动模式以及长寿命自旋量子比特，提供了可扩展的多模玻色寄存器。高效表征此类玻色寄存器需要以有限的自旋资源访问多个运动模式的能力。在此，我们引入了一种利用远失谐多模 Jaynes-Cummings 相互作用中色散位移的单自旋多模测量原语。我们实现了 Ramsey 序列，将依赖于声子数的相位映射到自旋上，从而实现了多模自旋依赖旋转（SDR）。我们还引入了一种选择性解耦方案，该方案可抵消由载波 AC-Stark 位移引起的相位，同时保留由色散位移引起的依赖于声子数的相位。利用在单个囚禁离子上基于 SDR 的 Ramsey 序列，我们实验提取了双模 Fock 态分布，对双模运动态进行了基于宇称的滤波，并通过重复滤波步骤实现了单模 Fock 态的非破坏性单次测量。
引用
@article{arxiv.2601.04591,
title = {Multimode Fock-State Measurements using Dispersive Shifts in a Trapped Ion},
author = {Wonhyeong Choi and Jiyong Kang and Kyunghye Kim and Jaehun You and Kyungmin Lee and Taehyun Kim},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.04591},
year = {2026}
}