无过渡驱动单量子比特门

保真度超 99.9 %

用无过渡量子驱动在铯原子上实现单量子比特门，同时兼顾高保真、快速度和鲁棒性。

Peicheng, Liu · Guo, Aolin · Wu, Hao · Feng, Gaoping · Song, Tieling · Longfei, Guo · Baili, Li · Qixian, Xie · Xiong, Zhenyu · Yifan, Dong · 任元

Chinese Journal of Physics 2025

参数信息

量子态传输效率

99.9 %

演化速率提升倍数

4

技术优势

态传输效率超 99.9%

用无过渡驱动替代长时绝热过程，在保持对抗退相干和噪声鲁棒性的同时，将量子态传输效率提高到 99.9% 以上。

演化速度快 4 倍

无过渡驱动让量子门在更短时间内完成相同演化，相比传统绝热方法提高了 4 倍的演化速率。

里德堡态保真度 0.9993

制备里德堡态的保真度达到 F = 0.9993，显示出对退相干和环境噪声有很强的抑制能力。

叠加态保真度 0.9997

制备相干叠加态的保真度达到 F = 0.9997，为高精度量子逻辑操作提供基础。

应用场景

• 量子计算：高保真单比特门是量子处理器的基础逻辑单元，可直接用于中性原子量子计算。
• 量子控制：无过渡驱动提供抗噪声的快速操控方案，可提升对量子系统的精确控制能力。
• 量子模拟：高保真量子态制备可用于初始化或操控模拟中的量子比特，提高模拟精度。