用于光超晶格量子通信的量子棘轮

我们提议利用量子棘轮在光超晶格中捕获的原子链中传输量子信息。该量子棘轮由在时间和空间上均具有周期性的光超晶格连续调制产生。尽管作用在原子上的平均力为零，但我们表明，棘轮效应确实允许偶数位和奇数位上的原子沿相反方向移动。通过将双能级玻色子原子加载到光晶格中，该方案允许将印刻在一个或多个原子中的量子比特或纠缠态完美地传输到晶格中的任意位置。从量子计算的角度来看，该传输是通过完美交换门（swap gates）的平滑级联实现的。我们分析了非相互作用和相互作用粒子的设置，在后一种情况下，我们利用最优控制工具来设计最优调制。我们还讨论了该方法在当前实验中的可行性。