基于中性原子运动态的光学微阱量子计算

我们研究光学微阱中中性原子的量子计算，其中量子比特实现于原子的运动态，即每个阱的两个最低振动态。量子门操作通过绝热靠近两个阱并允许隧穿与冷碰撞发生来执行。我们论证了该方案实现交换门平方根（square-root of swap gate）的能力，并解决双占据及激发至其他非期望态的问题。我们在正交归一基中展开双粒子波函数，并分析整个门过程中的量子关联。门操作保真度作为移动阱绝热程度函数被评估。模拟基于最先进光学微阱中的铷原子，量子门实现在数十毫秒量级持续时间范围内。