小离子晶体从基态到基态的快速分离
量子物理
2024-10-14 v3
摘要
将线性排列的囚禁离子晶体快速分离成不同子集，对于实现囚禁离子量子计算架构至关重要，在该架构中，离子在阱阵列中重新排列以实现量子比特之间的全连接。我们引入了一个通用的理论框架，可用于描述同种和混合离子晶体分离成更小子集的过程。该框架依赖于对二次哈密顿量下高斯运动态演化的高效描述，该描述仅需离子经典运动方程的一个特解，即可描述离子在时变外加势和相互库仑排斥作用下的量子演化。我们提供了适用于混合三离子晶体分离的时变外加势，其时间尺度与库仑排斥驱动的自由膨胀相当，并且晶体轴向上的所有模式在开始和结束时都接近其基态。通过时间反演这一分离过程，可以将三个分别囚禁的混合离子组合成一个单阱中的晶体，而不会增加能量。
引用
@article{arxiv.2406.17750,
title = {Fast Ground State to Ground State Separation of Small Ion Crystals},
author = {Tyler H. Guglielmo and Dietrich Leibfried and Stephen B. Libby and Daniel H. Slichter},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.17750},
year = {2024}
}