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无需基底冷却的 trapped-ion 双量子门,保真度超过 99.99%

量子物理 2025-10-21 v1 原子物理

摘要

我们提出了一种名为 'smooth gate' 的纠缠方法,用于 trapped-ion 量子比特,通过斜率门控脱靶来消除残余自旋-运动纠缠误差。我们演示了实现误差估计为 8.4(7)×1058.4(7)\times10^{-5} 的电子控制双量子门,无需基底冷却。进一步地,我们表明误差在离子平均声子占据数达到 nˉ=9.4(3)\bar{n}=9.4(3) 时仍小于 5×104\lesssim 5\times10^{-4}。这些结果表明,trapped-ion 量子计算可以在 Doppler 限以上实现高保真度,从而实现更快更简单的数据操作。

关键词

引用

@article{arxiv.2510.17286,
  title  = {Trapped-ion two-qubit gates with >99.99% fidelity without ground-state cooling},
  author = {A. C. Hughes and R. Srinivas and C. M. Löschnauer and H. M. Knaack and R. Matt and C. J. Ballance and M. Malinowski and T. P. Harty and R. T. Sutherland},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2510.17286},
  year   = {2025}
}