用于高效冷却与大规模囚禁离子的通用表面离子阱
原子物理
2019-09-04 v3
摘要
在基于囚禁离子的量子计算与量子模拟中，表面离子阱中的离子规模化与高效冷却是核心挑战。在本理论研究中，我们提出一种通用表面离子阱。在该阱的操控区，对称七线几何结构可实现两条平行线性离子链的本征主轴旋转，从而便于沿所有囚禁主轴对离子进行冷却。为减轻离子装载时对操控区的污染，设计对称五线几何结构作为装载区。一个“叉形结”连接装载区与操控区，并可实现离子的输运与重排。我们详细描述了适用于任意结设计的多目标优化流程，并给出阱关键部件的相应最优结果。所提出的通用阱可用于构建大规模离子量子处理器。该阱也可用作多离子混合器或高效离子束分束器，在量子模拟与量子计算、二维离子晶体研究以及量子显微镜导引（如用于量子物质波光学实验的电子束分束器）方面具有潜在应用。涉及两条离子链间自旋-自旋相互作用的有趣课题也可在我们的阱中模拟。
引用
@article{arxiv.1901.11250,
title = {Versatile surface ion trap for effective cooling and large-scale trapping of ions},
author = {Xinfang Zhang and Baoquan Ou and Ting Chen and Yi Xie and Wei Wu and Pingxing Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1901.11250},
year = {2019}
}