Medición de Cavidad a Mitad de Circuito en una Array de Átomos Neutros

La lectura del subsistema durante un proceso cuántico, o medición a mitad de circuito, es crucial para la corrección de errores en la computación cuántica, simulación y metrología. La medición ideal a mitad de circuito debe ser más rápida que la decoherencia del sistema, de alta fidelidad y no destructiva para los qubits no medidos. Aquí, usamos una cavidad óptica fuertemente acoplada para leer el estado de un solo átomo de ^87Rb atrapado con pinzas dentro de una pequeña array de pinzas. Midiendo ya sea la fluorescencia atómica o la transmisión de luz a través de la cavidad, detectamos tanto la presencia como el estado de un átomo en la pinza, en solo decenas de microsegundos, con fidelidades de preparación y medición de estado de aproximadamente 0.5% y probabilidades de pérdida de átomos de alrededor del 1%. Usando un sistema de dos pinzas, encontramos que la medición en un átomo dentro de la cavidad no causa decoherencia observable en el estado hiperfino de un segundo átomo ubicado a decenas de micrones del volumen de la cavidad. Este método de lectura a mitad de circuito de alta fidelidad es un paso sustancial hacia la corrección de errores cuánticos en arrays de átomos neutros.