Экспериментальное исследование оптического кубита на квадрупольном переходе $435$ нм в ионе $^{171}$Yb$^{+}$

Ультрахолодные ионы являются одной из наиболее перспективных платформ для реализации квантовых вычислений и позволяют достигать рекордных значений времени когерентности, достоверности операций подготовки, считывания, а также однокубитных и двухкубитных операций. В данной работе мы предлагаем и экспериментально исследуем кодирование квантовой информации в оптическом кубите на базе квадрупольного перехода $\,^2S_{1/2} (F=0,m_F=0) \rightarrow \,^2D_{3/2}(F=2, m_F=0)$ в ионе $\,^{171}$Yb$^+$ на длине волны $435.5$ нм, в перспективе имеющего преимущества перед аналогичными системами с точки зрения масштабирования количества кубитов и их чувствительности к флуктуациям магнитного поля. В работе представлено сравнение предлагаемого оптического кубита в иттербии с другими наиболее распространенными типами ионных кубитов, а также приведены экспериментальные результаты по проведению однокубитной операции Паули-Х. Достоверность операции составила $96\,\%$ после коррекции на ошибку подготовки и считывания и ограничивается температурой иона.