Observation of collective excitation of two individual atoms in the Rydberg blockade regime
里德伯原子间的偶极封锁被认为是中性原子量子信息处理的基本工具。在这里，我们证明实验的里德伯封锁的两个单独的原子分开4 $μ$ m。此外，我们发现，在这种制度下，单原子激发增强了集体的两个原子的行为与激发的纠缠态。这一观测结果是利用里德伯偶极相互作用对两个或多个原子纠缠进行确定性操纵的关键一步。
2008-10-16 quant-ph
Spin squeezing of atoms by Rydberg blockade
我们证明了里德伯原子态之间的相互作用可以使具有两个基态的原子产生连续的自旋压缩。这种相互作用阻止了样品中多个原子同时被激发到里德伯态，我们建议利用这种阻塞效应来实现有效的集体自旋哈密顿量J_x^2-J_y^2。利用这个哈密顿量，自旋变量J_x+J_y的量子力学不确定性可以大大降低。
2001-06-20 quant-ph
Topological matter with collective encoding and Rydberg blockade
我们提出用一个多能级原子的置换对称样本来模拟拓扑有序态的性质。Rydberg阻塞相互作用用于制备相当于共振价键态、Laughlin态和弦网凝聚体的样品态，并用于创建和研究其准粒子样基本激发的性质。
2010-10-31 quant-ph
Evidence for coherent collective Rydberg excitation in the strong blockade regime
单量子层面上的封锁效应是单电子晶体管等量子器件的核心。阻断机制基于强相互作用，如单电子情况下的库仑相互作用。激发到里德伯态的中性原子经历异常的强相互作用，导致相应的里德伯原子的阻塞效应。在本文中，我们报告了我们的测量一个强大的范德华封锁，表明只有一个封锁体积内的几千个原子可以被激发。此外，我们的实验结果表明，磁捕获的超冷原子到里德堡态的激发的相干性，确认预测的集体拉比频率对介观系统尺寸的平方根的依赖性。这种集体相干行为对于所有只能携带一个激发量子的介观系统是通用的。
2007-06-19 quant-ph
Assessing the number of atoms in a Rydberg-blockaded mesoscopic ensemble
在介观原子系综中，多重里德伯激发的偶极阻断允许使用冷的、被囚禁的原子的集体状态来实现各种量子信息任务。对原子系综的集体基态和单个里德堡激发态进行精确的相干操作需要知道原子的数目，而不确定性很小。我们提出了一种有效的方法来获得这样的信息，通过询问原子系综与共振脉冲，同时监测由此产生的里德伯激发。我们表明，经过几个这样的步骤，伴随着反馈的原子数在一个合奏可以评估具有很高的精度。这将有助于实现高保真度量子门、量子信息的长期存储以及利用Rydberg阻塞原子系综实现单光子的确定性源。
2014-01-17 quant-ph
Qudit encoding in Rydberg blockaded arrays of atoms
University of Strasbourg（斯特拉斯堡大学）；Centre National de la Recherche Scientifique（法国国家科学研究中心）
提出一种在里德伯阻塞三能级原子阵列的集体缀饰态中编码量子比特的方案，利用与Jaynes-Cummings模型的同构性实现任意态合成和幺正操作，并通过调节原子数扩展希尔伯特空间维度。
2026-06-18 quant-ph
Multiatom Greenberger-Horne-Zeilinger states using cavity-induced Rydberg blockade
本文描述了一种在超导共面腔中产生Greenberger-Horne-Zeilinger态的新方法。在该方案中，原子之间通过虚光子交换通过腔模相互作用。这些相互作用导致不对称的里德伯阻断机制，抑制同时激发到不同的原子里德伯能级，从而迫使所有原子占据相同的里德伯态。即使原子之间的距离只有毫米量级，这种机制也会产生影响。原子布居数从基态到纠缠态的转移是通过低耗散率的集体暗态实现的。
2016-11-15 quant-ph
Towards an experimentally feasible controlled-phase gate on two blockaded Rydberg atoms
我们研究了在空间分离的偶极阱中的一对里德伯原子上的受控Z门的实现，其中两个原子到里德伯能级的联合激发被强烈抑制（里德伯阻断）。我们遵循Jaksch等人的绝热门方案。[1]，其中使用激光相干激发原子对，并将其应用于Gaëtan等人概述的实验装置。[2]。我们应用优化的实验参数，以提高门的保真度，并考虑几个实验的限制门的成功的影响。
2014-04-02 quant-ph
Critical slowing down of multi-atom entanglement by Rydberg blockade
在三能级梯型原子系综中实现完全绝热态转移的激光激发脉冲，如果原子的最高激发态受到里德堡阻塞，则会导致许多原子的高度纠缠态。薛定谔方程的解表明，随着原子数目的增加，保证绝热演化越来越困难。能隙的减小、集体可观测量的显著变化以及工作波动的增加将绝热演化的临界减慢与系统的量子相变样行为联系起来。
2018-06-29 quant-ph
Single-photon source based on Rydberg exciton blockade
我们提出了一种新的固态单光子源的基础上，最近观察到的里德堡封锁效应的激子在氧化亚铜。在具有高主量子数的能级中激子之间的强相互作用防止在小晶体中产生多于一个激子。由此产生的有效的二能级系统是一个很好的单光子源。我们的定量估计表明，GHz率和值的二阶关联函数$g_2(0)$低于百分之一的水平，应同时实现。
2017-02-04 quant-ph
Rydberg blockade based parity quantum optimization
本文提出在 Rydberg 阻塞中性原子硬件上求解高阶约束二进制优化的可扩展架构，将奇偶编码转化为圆盘图上的 MWIS 问题，并通过问题无关的小型模块实现。
2022-10-11 quant-ph
Single-Photon Switch based on Rydberg Blockade
全光开关是一种通过电子信号处理使选通光脉冲改变目标光脉冲的传输而不绕道的技术。我们将其带到量子区域，其中入射的门光脉冲平均仅包含一个光子。门脉冲被存储为超冷原子气体中的里德堡激发，使用电磁感应透明。里德伯阻断抑制了随后的目标脉冲的传输。最后，可以取回存储的门光子。一个被取回的光子预示着成功的存储。相应的后选择子系综显示0.05的消光。单光子开关提供了从量子通信到量子信息处理的许多有趣的前景。
2014-01-16 quant-ph
Efficient Grover search with Rydberg blockade
我们提出了有效的方法来实现量子计算Grover搜索算法使用的Rydberg封锁相互作用。我们发现，简单的π脉冲激发序列之间的地面和里德堡激发态容易产生的关键条件相移和反转约平均酉操作的Grover搜索。多量子比特的实施方案，适合于不同性质的原子相互作用的识别和系统大小的协议的误差标度被发现是有前途的立即实验研究。
2011-04-26 quant-ph
Heralded atomic nonadiabatic holonomic quantum computation with Rydberg blockade
提出了一种利用两个计算原子和一个辅助原子实现原子非绝热完整量子计算的方案。在里德伯封锁条件下分析了系统的动力学行为，并通过逆向工程设计了鲁棒的激光脉冲，从而实现了高精度的量子门。此外，我们还研究了具有主方程的耗散演化。结果表明，通过测量辅助原子的态可以预测原子的衰变，如果辅助原子保持在里德伯态，则可以得到近乎完美的幺正演化.因此，该协议可能有助于在耗散环境中实现NHQC。
2020-08-07 quant-ph
Unselective ground-state blockade of Rydberg atoms for implementing quantum gates
在Rydberg反封锁（RAB）的背景下，提出了一种Rydberg原子的动力学机制--非选择性基态封锁（UGSB），即当两个原子处于同一基态时，它们的演化受到抑制. UGSB用于在一个步骤中实现SWAP门，而无需单独寻址原子。针对常见的问题，在基于RAB的门，包括原子衰变，多普勒退相，和原子间耦合强度的波动，我们修改RAB条件，以实现动态SWAP门的鲁棒性是远远大于在传统的RAB制度的非绝热完整的。此外，在所提出的SWAP门的基础上，我们进一步研究了结合Rydberg阻塞和RAB的三原子Fredkin门的实现。本文的工作有助于在实验中实现强耦合原子的RAB门。
2021-07-21 quant-ph
Fast Rydberg gates without dipole blockade via quantum control
我们提出一个控制里德伯激发的中性原子间相互作用的方案，以实现快速高保真量子门。不像偶极封锁机制已经在文献中发现，我们驱动共振的原子与状态相关的激发里德堡能级，我们利用由此产生的偶极-偶极相互作用，诱导受控的原子运动的陷阱，在最近的离子阱量子计算建议中讨论的类似方式。这导致原子获得所需的门相位，这是一个动态和几何贡献的组合。该计划的保真度进行了研究，包括小的非谐性和温度的影响，合理实现的实验参数与有前途的结果。
2005-11-12 quant-ph
Quantum gates and multi-particle entanglement by Rydberg excitation blockade and adiabatic passage
我们提出利用受激绝热过程将原子从基态转移到里德伯激发态。几微米远的原子经历里德伯态之间的偶极-偶极相互作用，这种相互作用足够强，可以改变原子共振，抑制多个原子的激发。我们发现，在这种相互作用的存在下，两个原子之间的绝热通道导致强大的最大纠缠态的创建和两位量子门。对于许多原子，激发阻断导致集体自旋和Jaynes-Cummings类哈密顿量的有效实施，我们表明，绝热通过可以用来产生集体Jx=0本征态和Greenberger-Horne-Zeilinger态的几十个原子。
2008-02-25 quant-ph
Experimental demonstration of switching entangled photons based on the Rydberg blockade effect
里德伯激发态原子间的长程相互作用使介质具有很大的光学非线性。在这里，我们展示了一个光开关上操作的一个纠缠光子对下的里德伯电磁诱导透明配置的单个光子。在里德伯封锁效应的存在下，我们打开门场使原子介质不透明，从而通过自发四波混合过程吸收从另一个原子系综发射的单光子。与没有门场的情况相比，发送到开关的光子中有50%以上被阻挡，最终实现了有效的单光子开关。在一个门脉冲中，每个有效封锁球平均有1-2个门光子。这种对单个纠缠光子的开关效应依赖于主量子数和门场的光子数。我们的实验进展在量子信息过程中特别是在控制里德伯原子与纠缠光子对的相互作用方面具有重要意义。
2020-10-31 quant-ph
Local Rydberg blockade regimes for disk graph embedding and quantum optimization
本文提出局部里德堡阻塞模式，用于盘图嵌入和量子优化，通过改进的度量标准展示其在扩展量子优化问题中的优势。
2025-12-01 quant-ph
Cooling neutral atoms into maximal entanglement in the Rydberg blockade regime
提出了一种利用周期性集体激光泵浦和耗散相结合的冷却方案来制备里德堡封锁区中性原子的稳态纠缠。在每个循环中，受控的么正动力学过程可以选择性地将原子从非目标状态泵出，同时保持目标状态不变。随后的耗散过程通过工程自发发射重新分配基态的布居。经过多次循环后，系统将最终稳定到与初始状态无关的所需稳态。该方案不依赖于单个中性原子的相干寻址或里德伯相互作用强度的精细控制，原则上可以大大提高相关领域实验的可行性。
2022-08-17 quant-ph
Entanglement of two individual atoms using the Rydberg blockade
我们报告了我们最近的进展操纵单个铷原子被困在光镊和两个原子之间的纠缠的产生，每个单独被困在相邻的镊子。为了在两个原子的基态产生纠缠态，我们利用里德伯阻塞机制。纠缠度是用两个原子内部态的整体旋转来测量的。这样的内部状态旋转的一个单一的原子被证明与高保真度。
2009-10-05 quant-ph
Grover search algorithm with Rydberg-blockaded atoms: Quantum Monte Carlo simulations
本文研究了基于Rydberg阻塞原子的Grover搜索算法实现，简化了耦合方案，并通过量子蒙特卡罗模拟分析了多达4个多能级原子在现实实验条件下的算法性能。
2015-12-17 quant-ph
Inelastic photon scattering via the intracavity Rydberg blockade
在包含里德堡能级的梯形系统中，电磁感应透明（EIT）会产生巨大的探测光非线性，即使在少光子区也是如此。这种增强是由于里德伯原子之间的强偶极-偶极相互作用和由此产生的激发阻断现象。为了研究这种高度相关的介质，通常使用特别模型或低激发假设来处理它们对光场的动态响应。在这里，我们研究的行为的腔里德伯-EIT设置在非平衡量子场形式主义，我们得到的腔透射谱的弹性和非弹性分量的解析表达式，有效的高达更高的激发数比以前实现。这使我们能够识别和解释极化激子共振结构，据我们所知，迄今为止还没有报道过。
2016-04-21 quant-ph
Photonic Controlled-Phase Gates Through Rydberg Blockade in Optical Cavities
提出了一种利用原子系综里德伯阻塞实现高保真光子控制相位门的新方案。门操作是通过首先将光子脉冲存储在系综中，然后从腔散射第二脉冲来获得的，导致相位变化取决于第一脉冲是否包含单个光子。我们表明，里德堡封锁和光学腔的结合有效地增强了强里德堡相互作用产生的光学非线性，从而降低了对光子量子门的要求。由此产生的门可以用中等精细度的腔来实现，这允许对光子中编码的量子信息进行高效处理。作为一个特殊的例子，我们展示了如何使用门来提高基于原子系综的量子中继器的通信速率。
2015-09-15 quant-ph
Photon blockade induced by atoms with Rydberg coupling
本文研究了一维波导中双光子散射的光子阻塞问题，波导中含有两个通过里德伯相互作用耦合的原子。利用Laplace变换方法，得到了光子波包散射的解析解。我们通过求解单光子和双光子共振情况下的双光子相对波函数和二阶关联函数来研究光子关联。结果表明，在单光子共振条件下，双光子透射和反射分别出现了光子聚束和反聚束现象。特别是随着里德伯耦合强度的增加，聚束和反聚束效应增强。此外，我们还发现了由双光子共振引起的聚束-反聚束跃迁现象。
2013-02-24 quant-ph
Fragmented quantum phases in anti-blockade regime of Rydberg atom array
该研究揭示一维Rydberg原子阵列在反阻塞条件下的Hilbert空间碎片化机制，构建完整相图并识别非平衡动力学相及二次碎片化过程。
2025-07-23 quant-ph
Entanglement of two individual neutral atoms using Rydberg blockade
我们报道了两个分别处于超精细基态$|F=1,M=1>$和$|F=2,M=2>$的$^{87}$ Rb原子在两个相距4 $μ$ m的光镊中纠缠的产生.我们的方案依赖于里德伯阻断效应，该效应防止两个原子同时激发到里德伯态。利用脉冲双光子激发在约200 ns内产生纠缠态。我们通过对两个原子施加全局拉曼旋转来量化纠缠。我们测量到，在纠缠序列结束时，61%的初始原子对仍然存在。这些对处于目标纠缠态，保真度为0.75。
2009-11-25 quant-ph
Influence of ground-Rydberg coherence in two-qubit gate based on Rydberg blockade
对于中性原子量子位，两量子位门通常通过里德伯封锁效应实现，这暗示了里德伯能级除了常规量子位寄存器状态之外的特殊状态。在这里，我们进行了实验和理论研究，以揭示控制量子位原子的地里德伯相干性如何影响双量子位受控Z（$C_Z$）门的过程，例如通常使用的地里德伯$π$ -gap- $π$脉冲序列最初在Phys. Rev. Lett中提出。\textbf{85}，2208（2000）.测量了控制量子比特原子在$π$ -gap- $π$脉冲作用下的退相干，并与从基态-里德伯跃迁的Ramsey条纹中提取的典型退相干时间$τ_{gr}$进行了直接比较.特别是，我们观察到，控制量子位原子受到这样的脉冲序列经历的过程，这是基本上类似于地面Rydberg拉姆齐干涉。此外，我们建立了一个简单的理论模型，将控制量子比特在$C_Z$门$π$ -gap- $π$脉冲序列和$τ_{gr}$作用下的退相干过程联系起来，并分析了退相干效应的典型来源。最后，我们讨论了$C_Z$门保真度的损失，由于限制所施加的地面里德伯相干属性和前景，以提高保真度与新的门协议。
2020-12-23 quant-ph
Thermal-dephasing-tolerant generation of Schrödinger cat states with Rydberg dressed blockade
本研究提出基于里德堡缀饰原子的抗热退相介观纠缠态生成方案，将逻辑态编码在缀饰态上，使多体纠缠相干寿命提升至里德堡态编码的约3倍，为大规模量子计算与多体里德堡量子模拟提供理论支撑。
2023-10-06 quant-ph
New-type geometric gates in atomic arrays without Rydberg blockade
提出一种无需 Rydberg blockade 的 controlled-phase 门新方案，结合非绝热 holonomic 控制与非常规几何控制，具有抗噪、快速且节省物理资源的优势。
2024-12-26 quant-ph
Hamilton-Jacobi-Bellman equations for Rydberg-blockade processes
本文通过推导Hamilton-Jacobi-Bellman方程，解决了全局驱动Rydberg原子在blockade极限下的时间最优控制问题，利用广义特征线法提取了CZ和C-phase门等过程的最优轨迹与控制，并为通用量子计算方案的所有基本过程找到了新的最优脉冲。
2024-02-20 quant-ph
Rydberg interaction induced enhanced excitation in thermal atomic vapor
本文给出了热原子蒸气中里德伯激发或里德伯反阻塞相互作用诱导增强的实验演示。我们利用光外差探测技术测量了双光子激发到里德堡态的里德堡布居数。观察到了不满足双光子共振条件的反阻塞峰，同时观察到了通常的双光子共振峰，这不能用无相互作用的三能级原子系统模型来解释。利用三能级原子系统的缀饰态，建立了一个热原子汽态的双原子相互作用模型，解释了实验观测。一个非线性的依赖性的蒸汽密度观察到的反封锁峰，也随着增加的Rydberg态的主量子数。一个很好的协议之间的实验观察和建议的相互作用模型。我们的结果暗示了在热原子蒸气中使用里德伯反阻塞的量子逻辑门的可能应用。
2017-10-16 quant-ph
Suppression of high-frequency components in off-resonant modulated driving protocols for Rydberg blockade gate
针对失谐调制驱动的Rydberg阻塞门，本文提出滤除基函数高频分量并结合数值优化设计波形的系统方法，提升了门的保真度、速度与鲁棒性。
2023-06-06 quant-ph
Selective Rydberg pumping via strong dipole blockade
高激发里德堡能级间的共振偶极-偶极相互作用主导了中性原子间的短程相互作用，标度为$1/r^3$。在这里，我们利用强偶极-偶极相互作用和多频驱动场的组合效应，提出了一种类型的选择性里德伯泵浦机制。在双原子$\{|00\rangle, |01\rangle,|10\rangle,|11\rangle\}$的计算基础上，这种机制允许$|11\rangle$被共振泵浦到单激发里德堡态，而其他三个态的跃迁被抑制。从数学形式的角度，我们得到了中性原子基态的Föster共振。利用受控$Z$门的保真度定义来评价这种选择性里德伯抽运的性能，这种选择性里德伯抽运表现出对原子间距偏差、Föster共振缺陷起伏和双激发里德伯态自发发射的鲁棒性。作为该机制的应用，我们详细讨论了在现有的实验条件下，通过基态封锁制备两原子最大纠缠对称态和通过工程自发发射制备最大纠缠反对称态的方法.
2020-10-30 quant-ph
Photon-Photon Interactions via Rydberg Blockade
我们发展了强相互作用里德堡态系统中电磁感应透明（EIT）条件下的光传播理论。考虑到光的量子性质和空间传播，我们分析了涉及少光子脉冲的相互作用。我们表明，该系统可用于产生非经典状态的光，包括列车的单光子与避免体积之间，用于实现光子-光子量子门，以及研究多体现象与强关联光子。
2011-03-18 quant-ph
Rabi oscillations and entanglement between two atoms interacting by the Rydberg blockade studied by the Jaynes-Cummings Model
University of Texas Rio Grande Valley（德克萨斯大学里奥格兰德河谷分校）
本文通过扩展Jaynes-Cummings模型，研究了两个通过里德堡阻塞相互作用的原子与量化的辐射场之间的拉比振荡和纠缠行为。
2025-07-22 quant-ph
Rabi-error and Blockade-error-resilient All-Geometric Rydberg Quantum Gates
本文提出一种在控制原子和目标原子上分别采用非绝热与绝热几何操作的全几何 Rydberg 量子门方案，显著提升对 Rabi 误差和阻塞误差的鲁棒性，并数值验证其可行性。
2023-02-07 quant-ph
Reinforcement-Learned Electric-Field Sensing with Asymmetrically Blockaded Rydberg Arrays
Anhui University（安徽大学）；Zhengzhou University（郑州大学）；Henan Academy of Science（河南省科学院）
该研究基于非对称阻塞里德伯阵列，用强化学习优化脉冲设计，构建六原子球形构型，实现高灵敏度、高可靠的三维里德伯电场传感，趋近海森堡极限。
2026-08-04 quant-ph
Rydberg Quantum Gates Free from Blockade Error
精确的量子门是构建量子计算机的基本要素。利用里德伯原子的阻塞效应设计量子逻辑门近年来引起了人们极大的兴趣。然而，这些门的保真度和操作速度从根本上受到固有封锁误差的限制。本文提出了一种基于里德堡封锁效应的无封锁误差的量子门。与以往方案中的“阻塞”方法不同，我们利用Rydberg能量位移实现了一个有理广义Rabi频率，从而使门的一个输入态出现一个$π$相位。这导致精确的里德伯量子逻辑门可以在0.1- $μs$时间尺度上或更快地操作，因为它通过与阻断移位相当的拉比频率工作。
2017-06-12 physics.atom-ph quant-ph
Observation of interaction induced blockade and local spin freezing in a NMR quantum simulator
实验模拟了两量子位和三量子位核磁共振（NMR）结构中的相互作用诱导的阻塞和局域自旋冻结。这些现象与里德堡封锁和里德堡偏向冻结相同。在里德伯阻断中，由于强范德华相互作用引起的能级移动，两个或多个原子的同时激发被阻断。在这种强相互作用状态下，还可以观察到里德堡偏置冻结，其中动力学被限制在子空间中，借助于具有不等振幅的多个驱动。在这里，我们用特定的跃迁选择性无线电波驱动NMR量子比特，同时通过量子态断层扫描间歇地表征量子态。这不仅使我们能够跟踪人口动态，而且还有助于探测量子相关性，通过量子不和谐，在封锁和冻结现象下进化。同时，我们的工作构成了第一个实验模拟这些现象的NMR平台，它也是第一个实验演示的里德伯偏置冻结。此外，这些研究开辟了有趣的量子控制的观点，利用上述现象的纠缠产生以及子空间操纵。
2021-01-08 quant-ph
Study of Rydberg blockade in thermal vapor
本文给出了在热原子蒸气中里德伯阻塞的实验证明，其中原子不一定被冻结。我们发现，并不是所有的相互作用的原子，但只有具有相同的速度的原子集体参与封锁过程。利用这一观测结果，我们建立了一个基于超原子图像的模型来研究热蒸汽中的阻塞相互作用。我们利用光外差探测技术对铷热蒸气中的里德伯布居进行了测量，在合适的实验参数范围内观察到了里德伯布居的密度相关抑制。利用该模型对实验数据的进一步分析验证了范德华相互作用强度$(C_{6})$与里德堡态主量子数的标度律，但存在$11\%$误差.我们的结果表明，在热蒸汽中的多光子激发与适当的激光配置探测里德伯阻塞相互作用的光学非线性和多体效应。
2018-02-19 physics.atom-ph quant-ph
Two-Atom Rydberg Blockade using Direct 6S to nP Excitation
我们探索了一种单光子的方法来激发里德堡态和里德堡封锁。使用详细的理论模型，我们表明直接激发的可行性，预测的背景电场的影响，并计算所需的原子间距离观察里德伯封锁。然后，我们测量和控制的电场环境，使里德堡态的相干控制。在这种相干控制下，我们证明了两个相距6.6（3）μm的原子的里德堡阻塞.当与更常见的双光子激发方法相比时，这种单光子方法是有利的，因为它消除了通过光子散射和从中间态的AC斯塔克位移的退相干通道，同时适度增加多普勒灵敏度。
2014-04-21 physics.atom-ph quant-ph
Spin squeezing and Schrödinger cat generation in atomic samples with Rydberg blockade
提出了一种制备原子系综中与一对基态相关的集体自旋自由度压缩态和类薛定谔猫态的方案。该方案利用了由原子激发到Rydberg态所提供的有效Jaynes-Cummings相互作用和由原子基态之间的共振Raman耦合所实现的有效J_x相互作用。动力学演化与一个常数的哈密顿量和绝热变化的两个相互作用项进行了研究。结果表明，通过进一步的共振激光场的作用，可以抑制时变哈密顿量下的非绝热转移，并显著加快向最大压缩（J_z=0）集体自旋态的演化.
2012-05-31 quant-ph
Entangling quantum logic gates in neutral atoms via the microwave-driven spin-flip blockade
针对中性原子量子比特，本文提出利用Rydberg缀饰辅助态和微波驱动自旋翻转阻塞实现高保真两量子比特纠缠门，并证明中等阻塞区域可提升速度、降低衰减且增强抗噪性。
2024-01-17 quant-ph
Study of Rydberg blockade mediated optical non-linearity in thermal vapor using optical heterodyne detection technique
我们证明了热蒸气中双光子激发到里德伯态的阻塞现象。一种基于光外差的技术被用来测量在强激光束的存在下，通过双光子共振耦合到里德伯态的探测光束远离共振到铷的D2线的色散。当耦合到主量子数n = 60的里德堡态时，观察到色散峰的密度相关抑制。用里德伯阻塞现象解释了实验观察。实验测得阻塞半径约为2.2 μ m，这与热蒸汽中双光子共振的多普勒宽度所引起的定标一致。我们的结果为在热蒸汽中实现基于里德伯阻塞的单光子源和强单光子非线性提供了可能。
2016-05-21 physics.atom-ph quant-ph
Single-Operation Rydberg Phase Gates via Dynamic Population Suppression
DEVCOM Army Research Laboratory（DEVCOM陆军研究实验室）；Department of Physics, Stevens Institute of Technology（史蒂文斯理工学院物理系）；Departamento de Química Física, Universidad Complutense（康普鲁顿大学物理化学系）
该研究提出了一种基于动态人口抑制的Rydberg相门技术，实现了任意阻塞强度下的高保真纠缠相门，为量子计算提供了新的实现路径。
2025-12-23 quant-ph
Design fast Rydberg blockade SWAP gates with synthetic modulated driving
本文针对双量子比特里德堡阻塞SWAP门的存在性问题，提出利用合成连续调制驱动设计快速SWAP里德堡阻塞门的方法，实现相干布居转移与相位积累，对有限阻塞强度和激光波动具有鲁棒性。
2024-11-15 physics.atom-ph quant-ph
Spatial dependence of fidelity for a two-qubit Rydberg-blockade quantum gate
研究了H. Levine等人（Phys.Rev.Lett. 123，170503（2019））。这个门基于里德伯封锁技术，由两个全局激光脉冲组成，驱动附近的原子。我们分析了相互作用$^{87}$ Rb里德伯原子的多级塞曼结构，并使用特定的驱动光束的几何形状和偏振模型的两个实验可用的激发方案。特别是，我们估计封锁移位依赖于原子间的距离和角度相对于量子化轴。此外，我们表明，使用里德堡$d$ -状态，相反，$s$ -状态，导致一个明显的角度依赖的封锁移位和门保真度。
2022-06-24 physics.atom-ph quant-ph
Universal time-evolution of a Rydberg lattice gas with perfect blockade
我们研究了一个强相互作用自旋系统的动力学，该系统的动力学是由当前实验实现的晶格中的强相互作用里德伯气体激发的。特别是，我们感兴趣的时间演化的数量，如密度的里德伯原子和密度密度的相关性时，系统初始化在一个完全极化的状态，没有里德伯激发。我们表明，在热力学极限的期望值，这些可观的收敛至少在数学上的通用功能，并概述了一种方法来获得这些功能。我们证明了一个有限的一维系统遵循这个普遍的行为，直到一个给定的时间。此通用时间段的长度取决于实际系统大小。这表明，只要观测时间足够短，对小系统的研究已经可以对热力学极限做出精确的预测。我们讨论了不同的可观测量和不同的尺寸，相互作用范围和边界条件的系统。
2012-03-02 quant-ph
Effects of molecular resonances on Rydberg blockade
我们研究了与里德伯原子的复杂分子相互作用相关的共振对里德伯阻断的影响。我们发现，在短的原子间距离的双激发原子对之间的密集间隔的分子势成为与光激发的可分辨共振。这样的分子共振限制了里德堡阻断中个体激发的相干控制。作为例子，我们计算了Rb原子在$100s$态渐近线附近的分子相互作用势，以表征这种有害的分子共振，确定了分子的共振损失率和非均匀光移。技术，以避免不希望的影响的分子共振进行了讨论。
2015-08-11 physics.atom-ph quant-ph
Entanglement of Two Atoms using Rydberg Blockade
本文回顾了研究团队搭建的利用里德伯原子强相互作用实现光学可分辨距离下中性Rb原子纠缠的装置，梳理了该过程涉及的各环节基础物理原理。
2012-02-23 physics.atom-ph quant-ph
High-fidelity Rydberg-blockade entangling gate using shaped, analytic pulses
我们表明，使用整形脉冲提高了里德堡封锁两个量子比特纠缠门的保真度几个数量级相比，以前的协议的基础上方脉冲或最佳控制脉冲。使用分析导数去除绝热门（DRAG）脉冲，减少激发的主要泄漏状态和分析方法，找到最佳的里德伯封锁，我们产生贝尔态的保真度$F>0.9999$在300 K的环境中的门时间只有$50\;{\rm ns}$，这是一个数量级比以前的协议更快。这些结果建立了可扩展的量子计算与里德堡封锁门的中性原子量子比特的潜力。
2016-09-07 physics.atom-ph quant-ph
Cooperative atom-light interaction in a blockaded Rydberg ensemble
通过利用电磁感应透明（EIT）将探测跃迁耦合到里德伯态，我们将强偶极-偶极相互作用映射到光场上。我们的特征作为探针强度和密度的函数的合作光学非线性。我们发现，偶极封锁的效果不能用平均场来描述，但需要一个$N$ -原子合作模型。获得了良好的定量协议，为三个原子每个封锁与$n=60$里德堡态。我们对$<110$ kHz的封锁球的退相速率设置上限。
2010-06-21 physics.atom-ph quant-ph
Driven-dissipative Rydberg blockade in optical lattices
本研究采用含长程关联的变分方法分析光晶格中范德瓦尔斯相互作用里德堡气体的稳态，发现其存在单一一级相变及退相位下的临界点，且部分区域与有效短程模型定量吻合，为耗散临界研究提供新路径。
2022-08-31 cond-mat.quant-gas quant-ph
