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多量子比特 Toffoli 门和带有里德堡原子的最佳几何结构
多量子比特 Toffili 门具有实现可扩展量子计算机的潜力，是量子信息处理的核心。在本文中，我们展示了一种原子排列成三维球形阵列的多量子比特阻塞门。通过进化算法优化球面上控制量子比特的分布，大大提高了门的性能，从而增强了非对称里德堡阻塞。这种球形配置不仅可以在任意控制目标对之间很好地保留偶极子阻塞能量，将非对称阻塞误差保持在非常低的水平，而且还表现出对空间位置变化的前所未有的稳健性，导致位置误差可以忽略不计。考虑到固有误差并使用典型的实验参数，我们通过数值方法表明可以创建保真度为 0.992 的 C 6 NOT 里德堡门，这仅受里德堡态衰变的限制。我们的协议为实现多量子比特中性原子量子计算开辟了一个高维原子阵列平台。
具有里德堡原子的高保真控制相位量子门
• 任意单量子比特旋转门和相位门，加上某些双量子比特门（如CZ或CNOT）门，组成通用门集。• 单量子比特门需要精确控制原子与电磁波的相互作用；双量子比特门需要精确控制原子与原子之间的相互作用
碱性量子计算中碱性量子计算的删除转换rydberg原子阵列
在错误校正后的逻辑Qubits上执行量子算法是可扩展量子计算的关键步骤，但是对于当前的实验硬件，Qubits和物理错误率的必要数量和物理错误率要求。最近，针对特定物理噪声模型量身定制的错误纠正代码的开发有助于放松这些要求。在这项工作中，我们为171 yb中性原子量子A的量子编码和栅极协议提出了将主要物理误差转换为擦除，即已知位置的错误。关键思想是在亚稳态的电子水平上编码Qubits，以便门错误主要导致向不相交子空间的过渡，这些子空间可以通过荧光连续监测其种群。我们认为，98％的错误可以转换为擦除。我们通过表面代码的电路级模拟量化了这种方法的好处，从而发现阈值从0.937％增加到4.15％。我们还观察到阈值附近的较大代码距离，从而使相同数量的物理量子位的逻辑错误率更快降低，这对于近期实现非常重要。擦除转换应有益于任何错误纠正代码，并且还可以应用于在其他Qubit平台中设计新的门和编码。
使用不同的Rydberg最终状态实现多频道通信
rydberg原子可以用作数字和模拟信息传输的原子射频接收器。在本文中，在室温剖宫产原子蒸气电池中制备了梯子型电磁诱导的透明度系统。以12.52 GHz的频率和39.80 GHz的KA频段的微波电场用作两通道通信载体，以证明并发信息传输。模拟和数字通信。提出的系统的动态范围约为50 dB，通信带宽超过10 MHz。获得的结果证明了基于不同rydberg最终状态的两种或多波段通信系统的基本原理。
光镊中含有里德堡原子和极性分子的中心自旋模型的量子模拟
摘要 中心自旋模型（其中单个自旋粒子与自旋环境相互作用）在量子信息技术中得到广泛应用，并且可用于模拟无序环境中量子比特的退相干等。我们提出了一种实现中心自旋模型超冷量子模拟器的方法。所提出的系统由单个里德堡原子（中心自旋）和极性分子（环境自旋）组成，它们通过偶极-偶极相互作用耦合。通过将内部粒子状态映射到自旋状态，可以模拟自旋交换相互作用。可以通过直接操纵环境自旋的位置来精确控制模型。作为示例，我们考虑环境自旋的环形排列，并展示系统的时间演化如何受到环的倾斜角的影响。
控制里德堡原子用于量子技术
2 里德伯原子 5 2.1 无场描述 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 21
脉冲场电离探测里德堡镁原子
为了实现这一目标，必须检测并选择性地处理不同的里德堡态。这是使用脉冲场电离实现的。本论文中描述的镁里德堡原子是使用双光子激发产生的。换句话说，285 nm 激光将电子从 3 s 2 1 S 0（基态）激发到 3s 3p 1 P 1 态。接下来，375 nm 将同一个电子激发到 3s ns 1 S 0 或 3s nd 1 D 2 态，这取决于选择规则。里德堡原子在磁光阱 (MOT) 中制备，通过电场脉冲电离并使用微通道板 (MCP) 检测。这使得选择性检测里德堡态成为可能。使用量子缺陷理论，将实验发现的状态分配给它们特定的状态。此外，为了实现选择性电离检测，还进行了飞行时间测量，并测量了不同状态的寿命。
具有里德伯原子的少量子比特 CNOT 门的优化模型
少量子比特量子逻辑门作为构造通用多量子比特门的基本单元，在量子计算和量子信息领域得到广泛应用。然而，传统的少量子比特门构造通常采用多脉冲协议，这不可避免地会在门执行过程中出现严重的内在错误。本文报告了一种通用二和三量子比特CNOT门的最优模型，该模型通过激发到具有易实现的范德华相互作用的里德堡态来实现。该门依赖于全局优化，通过遗传算法实现幅度和相位调制脉冲，从而可以用更少的光脉冲实现门操作。与传统的多脉冲分段方案相比，我们的门可以通过同时将原子激发到里德堡态来实现，从而节省了在不同空间位置进行多脉冲切换的时间。我们的数值模拟表明，当排除里德堡相互作用的涨落时，可以实现单脉冲两（三）量子比特CNOT门，对于相距7.10μm的两个量子比特，保真度可达99.23%（90.39%）。我们的工作有望在中性原子量子技术研究中实现快速便捷的多量子比特量子计算。
平行电场和磁场对Rydberg的影响...
我们研究单层Rydberg状态的直接和间接磁脱糖，以及在外部平行电和磁场中的Xenes（硅，德国烯和Stanene）的双层异质结构，垂直于单层和异质结构。我们通过使用Rytova-keldysh的数值整合来计算Rydberg States，1 S，2 S，2 S，3 S，3 S和4 S的结合能，用于直接磁铁电位的电位，用于直接磁铁的潜力，以及Rytova-keldysh和rytova-keldysh和coulombys的潜力。后者允许了解筛查在Xenes中的作用。在外部垂直电场中，Xene单层的屈曲结构导致sublatices之间的潜在差异，从而使电子和孔质量调整磁性能量和磁性能量，以及磁磁相连的同系数（DMCS）。我们报告了电力和磁场对结合能和DMC的能量贡献。通过电力和磁场直接和间接杂志的能量贡献的可调性。还表明，直接激子的DMC可以通过电场调节，并且可以通过电场调谐间接磁性脱位的DMC，并通过HBN层的数量来操纵。因此，可以通过外部电气和磁场以及HBN层的数量来控制电子设备设计的可能性。Xenes单层和异质结构中磁性excitons的结合能和DMC的计算是新颖的，可以将其与实验结果进行比较。
里德伯物理学：量子计算的原子方法
里德堡原子是处于主量子数 n 的高度激发态的原子，人们对其的研究已有一个多世纪 [1,2]。在过去二十年里，里德堡原子物理学，特别是在超低温下 [3-8]，由于其“夸张”的特性，为一系列激动人心的发现做出了贡献。高度激发的价电子与原子核之间的巨大距离以及随之而来的松散结合，导致了巨大的电极化率以及与周围原子的强长程偶极-偶极和范德华 (vdW) 相互作用。由于原子间的 vdW 相互作用取决于它们的极化率（对于几乎与氢相似的里德堡原子，其尺度为 n7），因此可以证明 vdW 力的尺度为 n11。因此，使用 n 在 50–100 范围内的里德堡原子可以将相互作用能量提高 17 到 20 个数量级 [9]。