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Acta Physica Sinica

Fast preparation of Bell-type entangled states between the ground and Rydberg states of neutral 171Yb atoms based on shortcut to adiabaticity via invariants

Xiaofeng WANG

Published Jan 1, 2026• 0 citations

Abstract

针对171Yb中性原子里德伯阻塞体系中的快速纠缠态制备问题, 提出一种基于Lewis-Riesenfeld不变量逆向工程的绝热捷径方案, 用于实现基态-里德伯态对称单激发Bell型纠缠态的快速高保真制备. 在大失谐绝热消除与强里德伯阻塞近似下, 将原始双原子三能级系统约化为有效两能级模型, 并据此在共振驱动条件下构造解析控制脉冲. 数值结果表明, 在总演化时间T = 1 μs, 里德伯相互作用强度V=2\textπ\times 120 MHz条件下, 系统可实现从初态到基态-里德伯态对称单激发Bell型纠缠态的快速转移, 末态保真度超过0.999, 所需峰值单原子有效两光子Rabi频率仅约为2\textπ\times0.66 MHz. 进一步在完整双原子三能级模型中验证发现, 无耗散时末态保真度可达0.9999以上, 考虑中间态自发辐射和里德伯态衰减后仍保持在97%以上. 与传统绝热方案相比, 该方案可在更短时间内完成目标态制备, 并对驱动误差、失谐偏差、多普勒效应、激光线宽及相互作用波动表现出较好的鲁棒性. 结果表明, 该方案在171Yb里德伯中性原子平台上具有一定实验可行性, 并可为后续纠缠资源态向长寿命逻辑编码子空间的映射提供参考.

DOI: 10.7498/aps.75.20260364

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