Generación rápida de estados cat multicomponentes bajo interacción Rydberg-Kerr resonante o de fuerte vestimenta.

Los estados cat son estados maximamente entrelazados con aplicaciones en metrología y computación cuántica tolerante a fallos. Los experimentos han revelado que la decoherencia de avalancha colectiva de Rydberg actúa como un cuello de botella para la creación de gatos con átomos de Rydberg. Este proceso se inicia tras la descomposición inducida por la radiación del cuerpo negro de los átomos de Rydberg y establece un límite fuerte en el tiempo de creación del gato. Estos hallazgos requieren la exploración de nuevas ideas para acelerar los esquemas actuales de gatos de Rydberg. Para mejorar la relación entre interacción y pérdida, este artículo profundiza en la formación de estados cat en el régimen de fuerte vestimenta Rydberg, descubriendo la aparición de estados cat a pesar de la presencia de órdenes complejos de no linealidades. Este régimen inexplorado demuestra el potencial para una rápida formación de estados cat, lo cual es particularmente beneficioso para la operación en típicas redes bidimensionales en laboratorios de Rydberg. En un caso extremo, este artículo demuestra que la no linealidad de segundo orden podría ser aislada bajo conducción Rydberg resonante si un gran número de átomos se acomodan dentro del volumen de bloqueo. El modelo resonante mejora significativamente la relación entre interacción y pérdida mientras elude la condición de adiabaticidad, permitiendo un rápido cambio de láseres. Además, este artículo presenta un método para generar estados cat multicomponentes, que son superposiciones de m estados de espín coherente (|m-CSS). El valor máximo de m está determinado por el número de átomos dentro del radio de bloqueo, donde m=N. Los estados con un m mayor son más robustos contra la presencia de múltiples órdenes de no linealidad en el Hamiltoniano de fuerte vestimenta y son accesibles en un tiempo mucho más corto en comparación con los estados cat de dos componentes tradicionales.