囚禁离子量子比特和量子比特的被动动态解耦

我们提出了一种方法，利用集成电路绝热旋转其局域量化场，从而同时将囚禁离子的每个磁敏感超精细子能级与磁场噪声动态解耦。这些集成电路允许被动调整任何外部（控制或噪声）场的有效极化。通过相对于该场的极化旋转离子的量化方向，我们可以执行“被动”动态解耦（PDD），反转每个超精细子能级的线性塞曼灵敏度。这实现了整个离子的动态解耦，而不仅仅是量子比特子空间。从根本上说，PDD驱动系统中每个磁量子数$m_{F}$的$m_{F}\rightarrow -m_{F}$跃迁——仅需一次操作——表明它适用于量子比特，且开销与量子比特的维度无关。我们展示了如何执行脉冲和连续PDD，权衡了每种技术对外部磁场的不敏感性与对非绝热性和控制误差的敏感性。最后，我们展示了可以调整量化轴的正弦振荡以匹配晶体的运动模式，从而实现一个对磁场噪声不敏感的无激光双量子比特门。