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Fast Preparation and Detection of a Rydberg Qubit Using Atomic Ensembles
Physical Review Letters ( IF 8.1 ) Pub Date : 2021-07-27 , DOI: 10.1103/physrevlett.127.050501 Wenchao Xu 1 , Aditya V Venkatramani 1, 2 , Sergio H Cantú 1 , Tamara Šumarac 1, 2 , Valentin Klüsener 1, 3 , Mikhail D Lukin 2 , Vladan Vuletić 1
Physical Review Letters ( IF 8.1 ) Pub Date : 2021-07-27 , DOI: 10.1103/physrevlett.127.050501 Wenchao Xu 1 , Aditya V Venkatramani 1, 2 , Sergio H Cantú 1 , Tamara Šumarac 1, 2 , Valentin Klüsener 1, 3 , Mikhail D Lukin 2 , Vladan Vuletić 1
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We demonstrate a new approach for fast preparation, manipulation, and collective readout of an atomic Rydberg-state qubit. By making use of Rydberg blockade inside a small atomic ensemble, we prepare a single qubit within with a success probability of , rotate it, and read out its state in with a single-shot fidelity of . The ensemble-assisted detection is times faster than imaging of a single atom with the same optical resolution, and enables fast repeated nondestructive measurement. We observe qubit coherence times of , much longer than the rotation time of 90 ns. Potential applications ranging from faster quantum information processing in atom arrays to efficient implementation of quantum error correction are discussed.
中文翻译:
使用原子集合快速制备和检测里德堡量子位
我们展示了一种快速准备、操作和集体读出原子里德堡态量子位的新方法。通过在小型原子集合内利用里德堡封锁,我们在内部准备了一个量子比特 成功概率为 ,旋转它,并读出它的状态 单发保真度 . 集成辅助检测是比具有相同光学分辨率的单个原子成像快几倍,并且可以快速重复无损测量。我们观察到量子位相干时间为,远比 旋转时间为 90 ns。讨论了从原子阵列中更快的量子信息处理到量子纠错的有效实现的潜在应用。
更新日期:2021-07-27
中文翻译:
使用原子集合快速制备和检测里德堡量子位
我们展示了一种快速准备、操作和集体读出原子里德堡态量子位的新方法。通过在小型原子集合内利用里德堡封锁,我们在内部准备了一个量子比特 成功概率为 ,旋转它,并读出它的状态 单发保真度 . 集成辅助检测是比具有相同光学分辨率的单个原子成像快几倍,并且可以快速重复无损测量。我们观察到量子位相干时间为,远比 旋转时间为 90 ns。讨论了从原子阵列中更快的量子信息处理到量子纠错的有效实现的潜在应用。