通过囚禁离子处理器上的量子噪声光谱揭示轴向运动的噪声

量子处理器中的本征噪声过程往往难以隔离，因为多个错误机制对相同的相干性损失做出贡献。我们利用去相位稳健的量子噪声光谱来识别和表征由轴向运动引起的控制噪声。当离子运动与 addressing 束横向时，热轴向运动耦合到束剖面并产生有效的振幅控制噪声。我们表明这种噪声主要由局部束曲率控制，并在重建的控制噪声谱中表现为低频贡献。通过在束剖面内移动离子位置，我们分离了曲率依赖的轴向运动噪声与曲率无关的本征控制噪声，并提取了否则难以访问的动参数。我们还将该协议应用于四离子寄存器，展示了同时表征多个量子比特位置依赖控制噪声的光谱方法。该研究结果将束拐点识别为操作区域，这些区域在降低 Rabi 率的同时抑制轴向运动引起的噪声，正如 PRX Quantum 3, 010334 (2022) 中发现的那样。