微波驱动 Rydberg 原子在原子芯片上的捕获势阱与量子门

Rydberg 原子在直流电场中获得静电偶极矩。当原子靠近产生非均匀电场的表面（例如原子芯片上的吸附物）时，根据 Rydberg-Stark 本征态偶极矩的符号，原子可能受到指向或远离表面的力。我们展示，通过施加偏置电场并将期望的 Rydberg 态通过符合特定频率的微波场耦合到另一个偶极矩符号相反的 Rydberg 态，可以在指定距离处捕获原子。通过多分量微波场还可以创建多个 Rydberg 态的完美重叠捕获势阱。一对此类被捕获的 Rydberg 态可代表一个量子比特。最后，我们讨论在有限温度下，如何实现两个相距较远的原子 Rydberg 量子比特之间通过共用平面微波共振器进行 SWAP 门的最优实现。