用于囚禁离子光学量子比特的Pound-Drever-Hall前馈

激光相位噪声是限制囚禁离子量子系统中门保真度和相干时间的因素之一。先前的研究报道，当离子量子比特的拉比频率接近伺服凸起相位噪声频率时，驱动激光会限制保真度和相干时间。这个问题通常通过选择伺服凸起区域之外的拉比频率来缓解。然而，这限制了可用的门速度范围，并可能限制可实现的保真度。为了解决这个问题，我们为1762 nm的钡离子光学量子比特激光器开发了一个主动相位噪声稳定系统，采用光纤电光调制器（EOM）和电前馈伺服。我们的结果表明，这种基于Pound-Drever-Hall（PDH）前馈方法的设置，可以在我们锁定系统中凸起峰值频率附近抑制伺服凸起相位噪声15 dB。使用延迟自外差干涉法（DSHI）分析激光相位噪声。我们进一步在光学量子比特上测试了稳定后的激光器，并观察到相干时间的明显改善，基于测量的拉比振荡幅度衰减，即使拉比频率位于伺服凸起带宽内。该技术可以很容易地以最小的修改适应于其他光学量子比特。