利用谐振腔实现介质晶体管和捕获原子系统通过 Rydberg 能级的量子转化

我们提出了一种利用共享微波腔体的转化方案，将介质晶体管与捕获原子系统的低能级内部能级进行量子转化。该方法采用原子 Rydberg 能级，配合连接这些能级与低能级量子态的激光脉冲。我们探讨了两种耦合协议：一种基于子系统之间的共振相互作用，另一种在非致谐 regime 下运行，即腔体远离物质量子态的能级转换频率。这些协议使我们能够将通用量子态从介质晶体管态态转化到原子量子态。评估了不同耦合 regime 下的转化保真度，并考察了各种耗散和去相干源的影响，包括腔体衰减、Rydberg 能级衰减，以及介质晶体管的弛豫和纯去相干，详细评估了所提出方案的性能。