Control y entrelazamiento de átomos Rydberg individuales cerca de un dispositivo a nanoescala

El control coherente de los átomos Rydberg cerca de superficies dieléctricas es un gran desafío debido a la alta sensibilidad de los estados Rydberg a los campos eléctricos. Demostramos operaciones coherentes de un solo átomo y entrelazamiento de dos qubits a tan solo 100 de un dispositivo nanofotónico. Utilizando el control de átomos individuales habilitado por pinzas ópticas para estudiar las propiedades espaciales y temporales del campo eléctrico de la superficie, empleamos técnicas de desacoplamiento dinámico para caracterizar y cancelar el ruido del campo eléctrico con resolución temporal submicrosegundos. Además, utilizamos detección asistida por entrelazamiento para mapear con precisión la magnitud y la dirección de los gradientes de campo eléctrico en una escala de micrómetros. Nuestras observaciones abren un camino para la integración de arreglos Rydberg con dispositivos a micro y nanoescala para aplicaciones en redes cuánticas y ciencia de la información cuántica.