用于量子信息处理的混合光腔囚禁中二维离子晶体的研究

我们数值研究了一种用于二维离子晶体的混合囚禁架构，其利用静态电极电压实现面内囚禁，利用光腔场实现面外囚禁。通过研究二维晶体相对于二维-三维结构相变的稳定性，我们确定了镱离子所需的囚禁参数。二维晶体存在多种平衡构型，我们通过估算它们之间的势垒来分析其稳定性。我们发现，向反囚禁态的散射限制了囚禁寿命，这与近期采用其他光囚禁架构的实验一致。这些二维离子晶体凭借其二维三角晶格结构与声子介导的自旋-自旋相互作用，为受阻自旋系统的量子模拟提供了优异平台。在该方案下，利用现有技术可实现数十个离子的量子信息处理。