多级系统中量子比特控制的新策划

量子态操作主要适用于超导的量子位以及半导体的量子点控制等方面。具有简单能级的量子系统很容易操纵，但干涉可能发生在更复杂的多能级系统中。例如，一个双量子半导体自旋系统具有五个能级的理论模型。

在驱动这样的系统时，系统内不同的相干过程相互干扰，使得分析和控制演化过程变得困难。目前，相关研究大多局限于各种近似条件，不利于量子比特操纵的进一步发展。

结果表明，在实验参数范围内，该方法可以在保持高控制速度的同时实现大范围的耦合。使用这种方法，研究人员理论上证明了单量子比特和双量子比特门操作，保真度超过99%。该模型甚至可以解释在上面的实验中观察中见到的以及其他的一些广义相对论以前研究人员无法解释的新颖奇偶效应。

这一理论建议具有重要的应用，因为本研究中讨论的多能级系统几乎存在于所有其他物理系统中，包括原子，离子和超导量子比特。

通过对方案进行适当的改进并选择合适的参数，可以在其他模型中实现任意门控制。这种新方案为多级系统中的量子门操作提供了新的实验见解。在本次研究中，团队利用一个简单的门控器，通过对量子门的调节，可以控制多个量子门的开关状态。

（编辑：银川站长网）

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