切片 Fock 空间以制备和保护量子态

在本文中，我们提出了一种在囚禁离子中设计局限于 Fock 空间子空间相互作用的协议：我们展示了如何设计有上界、有下界以及切片的 Jaynes-Cummings (JC) 和反 Jaynes-Cummings (AJC) 哈密顿量。作用于从 $\left\vert 0\right\rangle$ 到 $\left\vert M\right\rangle$（或从 $\left\vert N\right\rangle$ 到 $\infty$）的 Fock 子空间的有上界（或有下界）相互作用，以及局限于从 $\left\vert M\right\rangle$ 到 $\left\vert N\right\rangle$ 的 Fock 子空间的切片相互作用，其中 $M<N$。研究表明，有上界的 JC 或 AJC 相互作用可将任意初始态驱动至稳态 Fock 态 $\left\vert N\right\rangle$，而切片相互作用则可产生局限于切片子空间 $\left\{ \left\vert N\right\rangle \text{,}\left\vert N+1\right\rangle \right\}$ 的稳态 Fock 态叠加。