奥布里相中离子阱量子计算机声子模的性质
量子气体
2020-04-01 v2 量子物理
摘要
我们通过解析与数值方法研究了离子量子计算机中声子模的性质。离子链置于谐波阱中，并附加周期性势，其无量纲振幅 决定了量子计算可用的三个主要相：在 时为 Cirac-Zoller 量子计算机情形；低于某一临界振幅 时离子处于 Kolmogorov-Arnold-Moser（KAM）相，具有离域声子模和自由链滑动；高于临界振幅 时离子处于钉扎的 Aubry 相，具有有限频率隙，可保护量子门免受温度及其他外部涨落影响。对于 Aubry 相，与 Cirac-Zoller 和 KAM 相不同，声子隙保持与阱中离子数目无关，在阱中心附近保持固定离子密度。我们表明，在 Aubry 相中声子模比 Cirac-Zoller 和 KAM 情形局部化得好得多。因此在 Aubry 相中反冲脉冲导致离子的局部振荡，而在另两相中它们迅速扩散至整个离子链，使链相当易受外部涨落影响。我们认为 Aubry 相中局域声子模与声子隙的性质为该相中大规模离子量子计算提供了优势。
引用
@article{arxiv.2002.03730,
title = {Properties of phonon modes of ion trap quantum computer in the Aubry phase},
author = {Justin Loye and José Lages and Dima L. Shepelyansky},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.03730},
year = {2020}
}
备注
10 pages, 5 figures in the main text, 8 figures in the appendix. Accepted for publication in Physical Review A