用囚禁离子基准测试三角连续变量门原语

混合连续-离散变量量子处理器可以直接在振子模式或量子模式中表示玻色子自由度，同时使用量子比特进行控制、读出和非线性操作。最近提出的三角连续变量（CV）门集将振子正交算符的周期函数提升为基本操作，使其成为紧致变量、转子模型、格点规范场论和非谐动力学的自然原语。在此，我们在QSCOUT囚禁离子量子平台上实验演示并基准测试了单量子模式余弦门，并对双量子模式余弦门实现进行了模式分辨的边缘基准测试。我们的实现使用三离子和四离子$^{171}{\rm Yb}^{+}$链的集体运动模式，并通过混合量子比特-量子模式操作和条件相空间位移实现有限步三角门电路。与先前的理论和编译工作相比，我们专注于三角原语的门级表征。我们测量了Fock空间跃迁概率，研究了它们对门参数和Trotter步数的依赖性，并与包含热初始化和运动退相位的模拟进行了比较。我们还推导了理想门矩阵元和相空间诊断，将测量结果与这些门产生的非高斯结构联系起来。这些结果确立了三角CV门作为玻色子哈密顿量模拟和需要固有非多项式操作的混合量子算法的可重用构建块。