线性和多维离子阱阵列中原子离子的输运

囚禁原子离子已成为量子计算机最有前途的架构之一，目前人们致力于将囚禁离子通过复杂的分段离子阱结构进行输运，以扩展到更大量的囚禁离子量子比特。本文涵盖了与任意类型复杂多维射频（Paul）离子阱阵列中离子输运相关的若干重要问题。我们建立了一个通用理论框架，用于施加随时间变化的电场以沿任意期望轨迹穿梭激光冷却离子，并描述了一种确定任意穿梭时间表对囚禁离子运动量子态影响的方法。除短距离线性穿梭的一般情况外，我们引入了通过多维结点的穿梭所特有的问题，这类结点是实现大规模囚禁离子阵列位置任意控制所必需的。这包括离子绕角输运、通过十字或T型结点，以及在激光冷却晶体中交换多个离子的位置。在可能的情况下，我们将其与近期在多维T型结点阱中的实验结果相联系，该实验实现了任意二维输运。