基于中性里德伯原子弱范德瓦尔斯相互作用的量子门

中性原子有望用于大规模量子计算，但精确的中性原子纠缠依赖于强里德伯相互作用，这严重限制了原子间距离。通过由与里德伯拉比频率量级相近的里德伯相互作用所实现的失谐拉比循环中的相位累积，我们研究了一种具有任意相位的受控相位门，并将其扩展为受控非门。这些门仅需三步耦合一个里德伯态，依赖于远距离原子间自然产生的易获取的范德瓦尔斯相互作用，且在弱相互作用 regime 中无旋转误差。重要的是，它们可在极弱相互作用下工作，从而能够纠缠充分分离的量子比特。这些门对不可消除的里德伯相互作用涨落敏感，但在量子比特间隔超过20~$\mu$m的实际位置涨落下仍可有超过98%的保真度。