捕获的离子的光子接口十量子比特注册表
M Canteri1, Z X Koong1, J Bate1
1Universität Innsbruck, Institut für Experimentalphysik, Technikerstrasse 25, 6020 Innsbruck, Austria.
Physical review letters
|September 10, 2025
概括
研究人员开发了一种方法,可以将单个离子量子比特与光子纠在一起,为可扩展的量子网络创建光子量子比特. 这一突破推动了量子计算和通信技术的发展.
科学领域:
- 量子信息科学 量子信息科学
- 原子,分子和光学物理学
背景情况:
- 可扩展的量子计算需要量子处理器和光子之间的高效接口.
- 开发可靠的方法,将物质量子比特与光子量子比特纠在一起,对于量子网络至关重要.
研究的目的:
- 展示一种技术,以单独的移动光子在一个注册表中纠单个物质量子位.
- 在多量子比特寄存器和光子量子比特之间建立一个有效的接口.
主要方法:
- 使用一串由十个共同被困的原子离子作为物质量子位.
- 采用激光驱动的腔中介拉曼过渡,将离子量子比特与光学腔结合起来.
- 顺序将离子引入光腔,通过受控的陷限制发射纠的光子.
主要成果:
- 成功生成了一列光子量子比特,每个量子比特与一个不同的离子量子比特纠在一起.
- 实现了 92% 的平均离子-光子贝尔状态忠实度.
- 获得了9%的平均单光子检测概率.
结论:
- 展示的技术可扩展到更大的离子量子位寄存器.
- 这种方法为纠受困离子量子处理器的分布式网络铺平了道路.
- 能够在量子传感和同步原子钟中实现近期应用.
