trapped Ion Quantum Processors 中的运动模式非线性耦合
量子物理
2025-11-20 v2
摘要
trapped 气体晶体是量子信息科学的领先平台，但随着系统规模增大，实现高保真纠缠门的难度增加。随着系统规模扩大，谱密度加剧，使得集体运动模式之间低阶非线性共振 increasingly common，尤其在单晶体或全局模式体系结构中会限制门性能。我们发展了一般模型来识别和模拟由第三阶库仑项引起的非线性运动模式耦合 (NoMoCou)，并量化其对线性链和 2D 晶体（在 rf 和 Penning 阱中）的 Molmer-Sorensen 门的影响。我们界定了 NoMoCou 占据误差预算的 regime，提供设计准则：从低阶共振脱靶运行点、调整阱各向异性以重塑谱系、并形状门波形。
引用
@article{arxiv.2510.07590,
title = {Nonlinear Coupling between Motional Modes in Trapped Ion Quantum Processors},
author = {Wes Johnson and Brandon Ruzic},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.07590},
year = {2025}
}
备注
31 pages, 16 figures. Revised v2: removed correspondence appendix; added acknowledgements; added robust-gate refs (Hayes 2012; Leung 2018; Kang 2021; Ruzic 2024); clarified two-ion MS-gate error model (Sutherland 2022); fixed typos