Реализация однокубитовых квантовых операций на СВЧ-переходе в одиночном атоме рубидия в оптической дипольной ловушке
Бетеров И.И., Якшина Е.А., Третьяков Д.Б., Энтин В.М., Альянова Н.В., Митянин К.Ю., Рябцев И.И.

Поступила в редакцию: 11 Ноября 2020

DOI: 10.31857/S0044451021030032

PDF (560.3K)

Представлены результаты экспериментов по реализации однокубитовых квантовых операций с одиночным атомом ⁸⁷Rb в оптической дипольной ловушке с длиной волны 850 нм. Ловушка сформирована длиннофокусным объективом, расположенным снаружи вакуумной камеры магнитооптической ловушки. Регистрация атома осуществлялась по сигналу резонансной флуоресценции с помощью sCMOS-видеокамеры. В экспериментах были реализованы захват и удержание одиночного атома на временах до 50 с, оптическая накачка поляризованным лазерным излучением, СВЧ-переходы между двумя сверхтонкими подуровнями основного состояния и измерение квантового состояния атома методом выталкивания из ловушки. Получены осцилляции Раби на «часовом» СВЧ-переходе между двумя рабочими уровнями кубита с частотой до 4.2 кГц, контрастом до 95% и временем когерентности до 3 мс. Данные осцилляции соответствуют реализации двух базовых однокубитовых квантовых операций (вентиля Адамара и вентиля NOT) из различных начальных состояний кубита со средней точностью .