针对快速 Rydberg 纠缠门的优化辅助驱动

实现低误差率、快速运行的两量子比特门一直是实现有用量子计算机的长期挑战。通常通过脉冲形状优化可最小化门误差率并提高对特定类型误差的鲁棒性；但该方法仍无法突破门执行时间的根本限制——该限制受实际 setup 中可实现 Rabi 频率的制约。在本 work 中，我们发展了一种利用优化辅助驱动实现的快速两量子比特 CZ 门方案，通过增强从基态到 Rydberg 态的两光子 Rabi 频率。该辅助驱动可在不增加原门误差率的前提下，以一种 error-robustness 框架下工作。考虑到 $^{87}$Rb 原子的实验可行参数，我们展示，采用此类 CZ 门所需的执行时间可比标准两光子协议缩短超过 30%，且在考虑所有相关误差源后，门保真度可提升至超过 0.9954。我们的结果降低了高功率激光器的需求，为大规模中性原子量子计算中实现快速、高保真度量子操作潜力提供了突破。