AI 中文总结
本文提出利用零电场下的Förster共振实现87Rb-171Yb双物种原子间的交换辅助受控-Z门，达到99.91%的固有保真度，为混合量子处理器提供关键工具。
AI 中文摘要
中性原子光镊阵列支持可扩展的量子信息处理。双物种$^{87}\mathrm{Rb}$--$^{171}\mathrm{Yb}$阵列将长寿命的镱核自旋数据量子比特与快速、物种选择性的铷辅助量子比特控制和读出相结合。然而，在不引起二价原子中破坏性斯塔克混合的情况下实现物种间门仍然是一个悬而未决的问题。在这里，我们确定了在零电场下光学可及的$S{+}S\leftrightarrow P{+}P$ Förster共振，在阵列间距下提供强偶极-偶极交换。利用有限控制响应下的成形光脉冲，我们演示了一个$0.36\\,\mu\mathrm{s}$的交换辅助受控-$Z$门，其固有保真度为$99.91\\%$，在有界扰动下仍保持在$99.85\\%$以上。我们还确定了一个辅助的排斥性范德瓦尔斯通道，为混合量子处理器提供了一个全面的工具箱。
英文摘要
Neutral-atom tweezer arrays support scalable quantum information processing. Dual-species $^{87}\mathrm{Rb}$--$^{171}\mathrm{Yb}$ arrays combine long-lived ytterbium nuclear-spin data qubits with fast, species-selective rubidium ancilla control and readout. However, realizing interspecies gates without inducing destructive Stark mixing in divalent atoms remains an outstanding problem. Here, we identify an optically accessible $S{+}S\leftrightarrow P{+}P$ Förster resonance at zero electric field, providing strong dipole-dipole exchange at array pitch. Using a shaped optical pulse under finite control response, we demonstrate a $0.36\,μ\mathrm{s}$ exchange-assisted controlled-$Z$ gate with an intrinsic fidelity of $99.91\%$, remaining above $99.85\%$ under bounded perturbations. We also identify an auxiliary repulsive van der Waals channel, providing a comprehensive toolbox for hybrid quantum processors.
