光学核电子共振作为囚禁中中性原子的单量子比特门

对核自旋状态的精确控制对于广泛的量子技术应用至关重要。本文提出了一种针对 $^{87}$Sr 的快速而稳健的单量子比特门，利用光学核电子共振（ONER）的概念。ONER利用核偶极矩与其电子环境产生的电场梯度之间的相互作用，使通过调制激光实现自旋水平转移成为可能。我们研究了5s$^2$~$^1S_{0}\rightarrow{}$~5s5p~$^3P_1$光学跃迁的超精细结构，确定驱动 $^{87}$Sr原子基态中 $m_I$ = -9/2 和 $m_I$ = -5/2 超精细水平自旋转移所需的磁场强度和激光参数。我们的仿真显示，ONER 可能实现比该\'\'原子量子比特\'\'中现有振荡更快的自旋操作。而且，我们表明即使在典型噪声源的存在下，也可以实现超过99.9%保真度的自旋翻转操作。这些结果为显著 advances 核自旋控制开辟了道路，为量子存储器和其他量子技术提供了新的可能性。