线性 Paul 陷阱中电子动力学的数值研究
量子物理
2025-03-18 v1
摘要
被捕电子因其轻质质量、两能级自旋态以及潜在的全电子操控能力而成为量子信息处理的有趣平台。先前的实验已展示了在 Penning 陷阱、Paul 陷阱、固体氦神thorium 以及超流薄膜中捕获电子。本文考虑电子被捕于 Paul 陷阱中，其自旋态作为量子比特。对于这种方法，若两个电子被捕于同一势阱中，则必须形成 Wigner 晶体并在静磁场下保持稳定以实现两量子比特门，这仅在特定的陷阱参数下可实现。为识别可行的运行条件，我们对线性 Paul 陷阱中的电子动力学进行数值模拟，找到形成两个电子 Wigner 晶体所需的阈值温度，并研究阈值如何随陷阱频率而扩展。此外，我们数值验证了实现冷却以达到晶体化阈值的冷却方法。最后，我们检查了在各种磁场强度下的电子稳定性，并识别了陷阱操作的稳定区域。
引用
@article{arxiv.2503.12379,
title = {Numerical Investigations of Electron Dynamics in a Linear Paul Trap},
author = {Andris Huang and Edith Hausten and Qian Yu and Kento Taniguchi and Neha Yadav and Isabel Sacksteder and Atsushi Noguchi and Ralf Schneider and Hartmut Haeffner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.12379},
year = {2025}
}