WikiEdge:ArXiv-2408.17265v1/background

研究背景

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这篇文献的背景主要集中在以下几个方面： 1. 量子计算的架构与挑战：

• 量子计算利用量子比特（qubits）进行信息处理，与传统计算相比，量子计算在处理特定问题上展现出超越经典计算机的潜力。
• 量子计算的物理实现面临诸多挑战，包括如何精确控制量子比特、如何实现量子比特之间的有效纠缠以及如何提高量子操作的保真度等。

2. 混合量子架构的发展：

• 混合量子架构结合了固态量子比特和光子自由度，旨在实现可扩展且容错的量子计算。
• 该架构利用光子的长距离传输能力与固态量子比特的高保真度操作，为量子信息处理提供了新的途径。

3. 氮空位（NV）色心在金刚石中的应用：

• 氮空位色心是金刚石中的一种缺陷，其电子自旋态可以用于编码和操纵量子信息。
• NV色心的量子态可以通过光学手段进行初始化和读取，同时其自旋态可以与微波场相互作用，为量子信息的操控提供了有效手段。

4. 量子态的制备与操控技术：

• 实验中需要精确制备特定的量子态，如簇态（cluster states），以实现量子计算和量子通信。
• 为了实现高保真度的量子态制备，研究者开发了包括脉冲控制序列在内的多种量子操控技术，以抑制环境噪声和系统误差的影响。

综上所述，这篇文献的背景强调了在量子计算领域中，特别是在混合量子架构和固态自旋系统中，对精确量子态制备和操控技术的需求，以及现有方法的局限性。作者提出了一种创新的基于脉冲序列的量子态制备方法，旨在克服这些挑战，为量子计算技术的发展提供支持。