超低温表面電極イオントラップにおける量子論理ゲートの実証

我々は、超低温の表面電極トラップにおける単一トラップイオンのための量子制御技術を実証する。Sr^+の狭い光学遷移と、調和トラッピングポテンシャルの基底状態および第1激発運動状態が二量子ビットシステムを形成する。この光学量子ビット遷移は磁場変動に影響を受けやすく、我々は超伝導リングを用いたシンプルかつコンパクトな方法でそれを安定化させる。運動量子ビットのデコヒーレンスは超低温環境によって抑制される。ac Starkシフト補正は、パルスシーケンサー内でレーザー位相を制御することによって達成され、追加のレーザーの必要性が排除される。条件付きパルスシーケンスを用いて原子および運動状態に対して量子プロセストモグラフィーを実施する。これらの技術を用いて、平均忠実度91 (1) %の単一イオンにおけるCirac-Zoller制御NOTゲートを実証する。