Orchestrating Multi-Zone Shuttling in Trapped-Ion Quantum Computers
针对QCCD囚禁离子架构的多区离子移动问题，提出显式建模处理区约束、结合量子比特分区与依赖感知门选择的编译策略，并以开源工具在多种布局上验证其可减少穿梭并支持并行执行。
2025-05-12 quant-ph
MUSS-TI: Multi-level Shuttle Scheduling for Large-Scale Entanglement Module Linked Trapped-Ion
针对 EML-QCCD 囚禁离子架构的穿梭开销问题，提出多级调度编译器 MUSS-TI，在多类大规模应用中显著减少穿梭操作。
2025-09-30 cs.AR quant-ph
Demonstration of the trapped-ion quantum-CCD computer architecture
捕获离子QCCD（量子电荷耦合器件）架构提案为通用量子计算机绘制了蓝图。该设计始于在二维表面上图案化的电极，该电极被配置为捕获多个离子（或离子晶体）阵列。离子晶体网络内的通信允许机器进行缩放，同时将每个晶体中的离子数量保持为较小数量，从而保持捕获离子实验中所展示的低错误率。通过提出通过在空间中移动离子与其他遥远的离子相互作用来传递量子信息，该架构创建了一个具有全连接性的量子计算机。然而，设计这种完全连接的计算机引入了一系列困难，这些困难使得该架构在其提出以来的20年中无法完全实现。使用霍尼韦尔低温表面陷阱，我们报告的QCCD架构的所有必要成分集成到一个可编程的捕获离子量子计算机。使用四个和六个量子位电路，处理器的系统级性能通过利用中间电路测量和$2^6=64$的量子体积测量的远距传送CNOT门的保真度来量化。通过证明小离子晶体中可实现的低错误率可以成功地与可扩展的陷阱设计，并行光学传输和快速离子传输集成，QCCD架构被证明是走向大型量子计算机的可行途径。原子离子提供完全相同的高保真量子比特。我们的工作表明，围绕这些量子位构建的QCCD架构将提供高性能量子计算机，可能实现重要的近期演示，如量子纠错和量子优势。
2021-04-09 quant-ph
Architecting Noisy Intermediate-Scale Trapped Ion Quantum Computers
捕获离子（TI）是构建噪声中尺度量子（NISQ）硬件的主要候选者。TI量子比特与超导量子比特等其他技术相比具有根本优势，包括高量子比特质量、相干性和连通性。然而，目前的TI系统尺寸小，具有5-20个量子位，并且通常使用具有基本可扩展性限制的单阱架构。为了迈向下一个50-100量子比特的重要里程碑，已经提出了一种称为量子电荷耦合器件（QCCD）的模块化架构。在基于QCCD的TI设备中，小阱通过离子穿梭连接。虽然已经展示了这些设备的基本硬件组件，但构建50-100量子位系统是具有挑战性的，因为陷阱大小，通信拓扑和门实现的设计可能性范围很广，并且需要匹配不同的应用资源要求。为了实现50-100量子比特的QCCD系统，我们进行了广泛的体系结构研究，评估陷阱大小，通信拓扑结构和操作实现方法的关键设计选择。我们建立了一个设计工具流，它需要一个QCCD架构的参数作为输入，以及一组应用程序和现实的硬件性能模型。我们的工具流将应用程序映射到目标设备上，并模拟它们的执行，以计算应用程序运行时间、可靠性和设备噪声率等指标。使用六个应用程序和几个硬件设计点，我们表明，陷阱大小和通信拓扑结构的选择可以影响应用程序的可靠性高达三个数量级。微架构门实现的选择影响可靠性的另一个数量级。通过这些研究，我们提供了具体的建议来调整这些选择，以实现高度可靠和高性能的应用程序执行。
2020-04-09 quant-ph
S-SYNC: Shuttle and Swap Co-Optimization in Quantum Charge-Coupled Devices
针对QCCD架构中穿梭增加热运动和交换操作影响成功率的问题，提出S-SYNC编译器协同优化穿梭与交换操作数量，平均减少穿梭次数3.69倍，提升应用成功率1.73倍。
2025-05-02 quant-ph
Architecting Scalable Trapped Ion Quantum Computers using Surface Codes
University of Cambridge（剑桥大学）
本文研究如何在基于QCCD的系统上高效实现表面码量子纠错，提出一种拓扑感知编译方法，提升逻辑时钟速度，并发现小陷阱在性能和硬件效率上更优。
2026-04-30 cs.AR quant-ph
Novel permanent magnet array geometries for scalable trapped-ion quantum computing in a laser-free entanglement architecture
University of Sussex（苏塞克斯大学）；Duke University（杜克大学）
本文提出了一种新型永磁体阵列设计，以解决可扩展囚离子量子计算系统中的特定挑战，通过优化磁体几何结构，实现离子运输和磁场梯度控制，提升可扩展性和实验设置的兼容性。
2026-04-03 quant-ph
Shuttling for Scalable Trapped-Ion Quantum Computers
本文针对囚禁离子QCCD架构中的离子穿梭调度问题，提出一种启发式方法以最小化移动操作时间步长，并在小规模和大规模设备上验证了其高效性，已集成至开源MQT工具包。
2024-10-01 quant-ph
Experiments with the 4D Surface Code on a QCCD Quantum Computer
本研究在Quantinuum H2囚禁离子量子计算机上实现[[33,1,4]] 4D表面码，首次完成裸辅助量子比特的单次量子纠错实验，验证其在存储实验中性能与2D表面码相当或更优。
2024-12-09 quant-ph
Fast continuous ion transport through X-junctions with low motional excitation for QCCD architectures
Guizhou University（贵州大学）；MoonQuest AI Fundamental Technology Research (Shenzhen) Co., Ltd.（月之暗面人工智能基础技术（深圳）有限公司）；School of Integrated Circuits, Guangdong University of Technology（广东工业大学集成电路学院）；QudeLeap Research（QudeLeap 研究）；The Hong Kong University of Science and Technology (Guangzhou)（香港科技大学（广州））
本文针对QCCD架构的X结输运难题，开发了LHX-T波形设计方法，实现了5μs内90°转弯的低激发高速输运，缩短了QCCD执行周期并降低了输运耗时占比。
2026-10-14 quant-ph
Rapid Exchange Cooling with Trapped Ions
针对QCCD架构中协同冷却的速率瓶颈，提出交换冷却方法，利用激光冷却的冷却剂离子快速冷却计算离子，实验证明输运时间仅107微秒，移除超96%轴向能量，验证单种类处理器可行性。
2024-02-05 physics.atom-ph quant-ph
Scaling and assigning resources on ion trap QCCD architectures
本文针对离子阱QCCD架构的可扩展性问题，提出一种新的初始量子比特放置方法，较先前方法提升高达50%，并分析了一维线性阵列和环形拓扑下的可扩展性及阱内过剩容量对算法性能的影响。
2024-08-01 cs.ET quant-ph
TILT: Achieving Higher Fidelity on a Trapped-Ion Linear-Tape Quantum Computing Architecture
捕获离子量子比特是实用量子计算的领先技术。在这项工作中，我们提出了一个线性磁带架构的结构分析被困离子。为了实现我们的研究，我们开发和评估这种架构的映射和调度算法。特别是，我们介绍了TILT，一个线性的“图灵机”的架构与多激光控制“头”，其中一个线性链的离子来回移动的激光头。我们发现，TILT可以大大减少通信相比，相当大小的量子电荷耦合器件（QCCD）架构。我们还开发了两个重要的调度算法的TILT。第一种试探法通过将在相反方向上行进的数据匹配到“相对交换”中来减少交换操作的数量，并且还避免了跨磁头宽度的最大交换距离，因为最大交换距离使得在一个磁头位置中调度多个交换变得困难。第二个启发式最小化离子链运动调度的磁带的位置与最大的可执行操作的每一个运动。我们提供了模拟的应用性能结果，这表明TILT在成功率方面（平均高达4.35倍和1.95倍）在一系列NISQ应用中优于QCCD。我们还讨论了使用TILT作为构建块来扩展现有的可扩展的捕获离子量子计算提案。
2020-11-03 quant-ph
Hardware-aware and Resource-efficient Circuit Packing and Scheduling on Trapped-Ion Quantum Computers
CircPack是一种面向硬件的量子电路打包框架，通过二维打包问题和硬件特定约束，提高囚离子量子计算机的保真度、利用率和层减少，提升量子云计算效率。
2025-12-24 quant-ph
Cyclone: Designing Efficient and Highly Parallel QCCD Architectural Codesigns for Fault Tolerant Quantum Memory
Cyclone通过环形拓扑结构和同步辅助量子比特，实现高效并行的量子容错存储器设计，显著提升执行速度和代码性能。
2025-11-19 quant-ph
Drive-Through Quantum Gate: Non-Stop Entangling a Mobile Ion Qubit with a Stationary One
National Taiwan University（国立台湾大学）；National Center for Theoretical Sciences（国家理论科学中心）；National University of Singapore（新加坡国立大学）；Institute of Atomic and Molecular Sciences, Academia Sinica（中央研究院原子与分子科学研究所）；Trapped-Ion Quantum Computing Laboratory, Hon Hai Research Institute, Foxconn（鸿海研究院会离子阱量子计算实验室）
该研究提出了一种非停地将移动离子与静止离子纠缠的新方案，实现了低误差的量子门操作，为远距离纠缠分发和新型量子计算架构提供了可能。
2026-01-23 quant-ph
Moveless: Minimizing Overhead on QCCDs via Versatile Execution and Low Excess Shuttling
针对QCCD架构，提出利用QEC电路结构规律性的编译方案，通过减少穿梭操作，实现平均3.38倍加速和两个数量级的逻辑错误率改善。
2025-08-05 cs.ET cs.SY eess.SY
WISER: Systematic Design-Space Exploration of Trapped Ions with Multiplexed Control
University of Cambridge（剑桥大学）
WISER提出跨层设计空间探索框架，评估WISE全局控制囚禁离子架构的容错可行性，发现其可行空间狭窄，且布线可扩展性与逻辑吞吐量存在根本权衡，需大幅降低物理错误率和电路深度。
2026-10-05 cs.AR quant-ph
Minimal scattering entanglement in one-dimensional trapped gases
考虑到超冷捕获气体等系统的实验研究取得的进展，在相互作用的量子系统中控制纠缠的前景提供了无数的技术和科学承诺。这种控制往往是具有挑战性的，因为退相干，环境相互作用的过程中产生虚假的纠缠，可以破坏所需的纠缠。考虑到碰撞退相干是相关的量子测量利用散射在一维被困气体，在这里，我们推导出粒子质量和波包宽度之间的关系，最大限度地减少散射过程中产生的纠缠。我们评估我们的研究结果的相关性，直接观察这种关系的紧急尺度的主方程进行非热散射的粒子。我们的关系是独立的粒子相互作用的细节，并揭示了如何设计散射过程，最大限度地减少退相干。
2019-01-14 cond-mat.quant-gas quant-ph
Probing Entanglement in Adiabatic Quantum Optimization with Trapped Ions
绝热量子优化被提出来作为解决NP完全问题的一种途径，与经典算法相比具有可能的量子加速比。然而，量子效应（如纠缠）在这些优化协议中的确切作用仍不清楚。我们提出了一个冷捕获离子，允许一个定量的特征，在一个受控的实验中，纠缠，退相干，绝热量子优化和非绝热的相互作用的设置。我们表明，以这种方式，广泛的一类NP完全问题成为访问量子模拟，包括背包问题，数划分，和最大割问题的实例。此外，一般的理论研究揭示了在协议结束时的纠缠的成功概率的相关性。然而，从小系统和线性斜坡的精确数值模拟中，我们发现在优化过程中与纠缠没有实质性的相关性。对于最终状态，我们推导出解析的成功概率作为纠缠的函数，这可以在实验中测量的普遍上限。所提出的捕获离子设置和所提出的纠缠研究解决了绝热量子优化的相关问题，这可能是跨实验平台的普遍兴趣。
2015-03-19 cond-mat.quant-gas quant-ph
A high-fidelity quantum matter-link between ion-trap microchip modules
系统可扩展性是大规模量子计算机（QC）的基础，并且正在各种硬件平台上追求。对于基于捕获离子的QC，诸如量子电荷耦合器件（QCCD）的架构被用于缩放单个器件上的量子位的数量。然而，可以托管在单个量子计算模块上的离子数量受到所使用的芯片尺寸的限制。因此，模块化方法至关重要，需要各个模块之间的量子连接。在这里，我们提出了一个量子物质链接的演示，其中离子量子比特在相邻的QC模块之间传输。相邻模块之间的离子传输以2424 $\,$ s $^{-1}$的速率实现，并且在低于$7\times10^{-8}$的传输期间具有与离子损失相关联的不保真度。此外，我们表明，链接不会显著影响量子位的相位相干性。量子物质链构成了QCCD器件互连的一种实用机制。我们的工作将促进实现模块化的量子计算机能够容错实用规模的量子计算。
2022-11-20 quant-ph
Development of a bipolar 50 V output digital-to-analog converter system for ion-shuttling operations
本文开发了一种基于FPGA的±50 V双极性16通道DAC系统，通过二次规划优化电压组，将离子穿梭的久期频率提升至±10 V范围的两倍以上，有望加速QCCD量子计算机中的离子传输并缩短处理时间。
2025-03-31 quant-ph
TITAN: A Distributed Large-Scale Trapped-Ion NISQ Computer
本文提出大规模分布式囚禁离子NISQ计算机TITAN，通过创新光子互连设计降低纠缠延迟，并采用先进分区与映射算法优化物质链路通信，使量子应用性能提升56.6%，保真度提升19.7%。
2024-02-16 cs.ET quant-ph
Using Boolean Satisfiability for Exact Shuttling in Trapped-Ion Quantum Computers
针对囚禁离子QCCD架构中离子输运时间步长增加退相干概率的问题，提出基于布尔可满足性的形式化方法以确定最少时间步长，首次可得到下界结果并提供开源实现。
2023-11-06 quant-ph
Scaling Qubit Mapping and Routing With Position Graph Abstraction and Memoization
University of Delaware（特拉华大学）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
本文提出基于位置图抽象与记忆化的量子比特映射与路由方法，通过缓存启发式移动评估和记忆化拥堵解决，提升TI-QCCD架构的可扩展性。
2026-05-10 cs.AR cs.ET cs.SE
Deterministic spin-photon entanglement from a trapped ion in a fiber Fabry-Perot cavity
高效网络节点的开发是实现量子网络的关键要素，量子网络有望实现分布式量子计算或可证明安全通信等强大功能。我们报告的量子网络节点的实现使用内基于光纤的法布里-珀罗腔的捕获离子。我们表明，在$ 91.2(2) $ \，\%的高保真度之间的被困Yb-离子和光子发射到谐振腔模式的确定性纠缠的产生。对于$ 2.5 \cdot 10^{-3}$的Single Shot，我们实现了产生和检测纠缠的成功概率，导致62，Hz的纠缠速率。
2020-05-18 quant-ph
Cooling trapped ions with phonon rapid adiabatic passage
本文提出声子快速绝热通道（phrap）技术，通过相干交换模式布居加速离子冷却，实现数量级提速并对涨落不敏感。
2024-03-18 physics.atom-ph quant-ph
Entanglement in the dispersive interaction of trapped ions with a quantized field
在色散区研究了囚禁离子与腔场之间的模模纠缠。我们展示了如何一个简单的高斯相干态和postselection的初始准备可以用来产生运动的非局部介观态（NLMS）涉及在不同的陷阱中的离子。我们还研究了N阱离子团簇的动态斯塔克位移引起的纠缠。在这种情况下，所有的纠缠都是由于斯塔克位移对离子运动状态的依赖性，表现为每个离子和场之间的交叉克尔相互作用。
2007-04-18 quant-ph
Sudden death and long-lived entanglement of two three-level trapped ions
利用密度算符部分转置的负本征值研究了两个三能级囚禁离子与激光场相互作用系统中量子纠缠的动力学性质。与通常认为由于环境的原因可以观察到纠缠的破坏相反，我们发现斯塔克位移也可以在最初以可分离态或混合态制备的量子比特之间产生纠缠的突然死亡和长寿命纠缠。
2009-01-06 quant-ph
Decoherence and robustness of parity-dependent entanglement in the dynamics of a trapped ion
研究了囚禁离子的二维振动与两个基态超精细能级之间的纠缠，在一定条件下，这种纠缠依赖于初始振动量子的宇称。我们研究了这种量子相干性效应的鲁棒性与存在的非耗散源的退相干，和一个不完美的初始状态的准备。
2001-10-10 quant-ph
Entanglement dynamics of a strongly driven trapped atom
研究了被囚禁原子在两束激光驱动下的电磁诱导透明过程中，原子内部电子和外部振动自由度之间的纠缠。结果表明，复杂的纠缠动力学的基本特征可以追溯到朗道-齐纳分裂（避免交叉）的原子-激光场哈密顿量的频谱。我们进一步构造了一个有效的哈密顿量来描述自发发射过程引起的耗散下的纠缠行为。所提出的方法是适用于广泛的情况下，通过适当的激光场的电子和平移自由度的被困原子之间的纠缠控制。
2011-01-05 quant-ph
Generation of spin-motion entanglement in a trapped ion using long-wavelength radiation
当驱动内部跃迁时，向捕获的离子施加磁场梯度允许长波长微波辐射对离子的运动产生机械力。我们使用单个捕获的\Yb{171} ~离子证明了这种耦合，并使用它来产生自旋和运动态之间的纠缠，这是使用这种场梯度来实现多量子比特操作的重要一步。
2014-11-13 quant-ph
SDQC: Distributed Quantum Computing Architecture Utilizing Entangled Ion Qubit Shuttling
SDQC通过结合量子比特穿梭与分布式计算，实现高保真度和并行性，以解决大规模囚禁离子量子计算中的错误率与速度问题。
2025-12-02 physics.atom-ph quant-ph
Photon-Photon Entanglement with a Single Trapped Atom
进行了一个实验，其中一个单一的铷原子被困在一个高精细光学腔发射两个独立触发纠缠光子。纠缠是由原子介导的，其特征在于S=2.5的贝尔不等式违反，以及完整的量子态层析成像，导致保真度超过F= 90%。腔QED和捕获原子技术的结合使我们的协议具有内在的确定性-这是分布式量子网络节点之间产生可扩展纠缠的重要步骤。
2008-11-21 quant-ph
Modeling and control of entanglement dynamics in laser cooling of trapped atoms
讨论了电磁感应透明（EIT）激光冷却中囚禁原子内外自由度纠缠的动力学行为。结果表明，在充分的数值模拟的基础量子主方程中观察到的复杂的纠缠动力学的基本特征可以理解的两态模型的基础上的朗道-齐纳分裂的原子激光场哈密顿量。将该模型推广到一个有效的非厄米哈密顿量，该哈密顿量描述了由自发发射过程引起的纠缠衰变。我们还讨论了控制纠缠的方案，并证明了通过快速关闭驱动场，可以在被囚禁的原子上留下永久纠缠的印记。最后，我们指出了EIT冷却和基于速度选择相干布居囚禁的冷却方案中产生的纠缠之间的根本区别。
2011-08-01 quant-ph
Entanglement sudden birth of two trapped ions interacting with a time-dependent laser field
我们探索和发展的两个多层次的离子的数学。特别地，我们描述了两个三能级囚禁离子在一维谐振势中的量子纠缠的一些新特征，使得离子的质心运动的瞬时位置是明确的时间依赖性。通过求解系统的精确动力学，我们展示了如何生存的量子纠缠是由一个特定的选择的初始状态设置。
2009-01-11 quant-ph
Generation of long-living entanglement using cold trapped ions with pair cat states
在量子信息处理依赖于冷囚禁离子的情况下，分析了离子与场与猫对态相互作用中的纠缠熵。我们调查了一个长寿纠缠允许的瞬时位置的离子的质心运动是明确的时间依赖性。得到了系统算子的解析解。我们发现，不同的非经典效应出现在动力学的粒子数反转，取决于振动运动的初始状态。我们详细研究了纠缠度，并证明了如何输入对猫态启动长寿纠缠。这种长寿命纠缠随着数差$q$的增加而减弱。由于纠缠度量的性质，我们用另一种纠缠度量（高阶线性熵）来检验结果。
2006-03-27 quant-ph
A route to observing ponderomotive entanglement with optically trapped mirrors
两个失谐激光束的辐射压力可以创建一个稳定的陷阱悬腔镜，在这里，它示出了这样的配置纠缠的输出光场通过与镜子的相互作用。在腔内，光机械系统也可以变得纠缠。纠缠度的量化频谱使用对数负。纠缠生存在实验上可达到的制度克级质量的热噪声在室温下。
2008-03-27 quant-ph
Quantum spin dynamics and entanglement generation with hundreds of trapped ions
自旋模型的量子模拟可以提供对用经典计算机难以或不可能研究的复杂问题的深入了解。囚禁离子是量子模拟的既定平台，但只有少于20个离子的系统才表现出量子相关性。在这里，我们研究非平衡，量子自旋动力学所产生的工程，均匀伊辛相互作用在一个二维阵列的$^9$是$^+$离子在潘宁陷阱。我们验证纠缠的自旋压缩状态的形式，为219个离子，直接观察4.0 $\pm$ 0.9分贝的光谱增强。我们还观察到非高斯，过度压缩状态的证据在全计数统计。我们发现很好的协议从头算理论，包括纠缠和退相干之间的竞争，奠定了基础的横向场伊辛模型与可变范围的相互作用，数值解的模拟，在一般情况下，经典的棘手。
2016-01-07 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Multipartite entanglement purification for three-level trapped atom systems
提出了一种利用光子法拉第旋转实现多体三能级原子纠缠对纠缠纯化的方案。在这种EPP中，多体原子纠缠态可以通过一些单光子的作用得到纯化。该协议利用光子法拉第旋转来实现受控非门的功能。纯化后的多体原子纠缠态可以保留，并可以重复使用，以达到更高的保真度。
2012-10-26 quant-ph
An efficient scheme for the deterministic maximal entanglement of N trapped ions
提出了一种制备N个二能级囚禁离子最大纠缠态的方法。该方法是确定性的，并且与阱中的离子数量无关。它涉及到一个受控的非同时作用于所有的离子通过分散的相互作用。我们探讨了我们的高精度频率标准的计划的潜在应用。
1998-11-10 quant-ph
A Race Track Trapped-Ion Quantum Processor
该研究提出一款赛道形QCCD囚禁离子量子处理器，整合多项可扩展技术，初始32量子比特，在门保真度、量子体积等多项基准测试中表现优异，未来可升级拓展量子比特与功能。
2023-05-16 quant-ph
Tavis-Cummings model and collective multi-qubit entanglement in trapped ions
我们提出了一种方法来产生集体多量子比特纠缠通过全局寻址的离子链以下的Tavis-Cummings模型的指导方针，其中几个量子比特耦合到一个集体运动模式。我们表明，一个广泛的家庭的Dicke状态和辐照状态可以产生由单一的全球激光脉冲，unitarily或帮助适当的后选择技术。
2007-01-26 quant-ph
Optimal quantum control of multi-mode couplings between trapped ion qubits for scalable entanglement
我们展示了高保真纠缠量子门内的五个被困离子量子比特链最佳成形耦合到多个集体运动模式的光场。我们利用分段的光脉冲分别寻址量子比特，以可编程的方式构造多体纠缠态。这种方法实现了高保真度和快速量子门，其可以缩放到更大的量子位寄存器以用于量子计算和模拟。
2014-01-08 quant-ph
Entanglement and Tunable Spin-Spin Couplings Between Trapped Ions Using Multiple Transverse Modes
我们证明了可调自旋自旋耦合被困原子离子之间，介导的激光力的多个横向集体运动模式。在Yb离子基态超精细时钟态中存储的量子比特之间实现了$σ_x σ_x$型伊辛相互作用。我们展示了纠缠门和定制的自旋自旋耦合与两个和三个被困离子。紧密间隔的横模的使用提供了与量子计算相关的一类新的相互作用，并且利用单晶中的大量离子进行模拟。
2009-05-02 quant-ph
Deterministic entanglement of two trapped ions
我们制备了两个囚禁离子的类钟单重态和三重态纠缠态的内态。与所有其他使用大质量粒子或光子的纠缠态的实验相反，我们以确定性的方式进行，按需产生纠缠态而不进行选择。纠缠态的确定性产生是大规模量子计算的重要前提。
1998-06-03 quant-ph
Dynamics of entanglement between two trapped atoms
研究了两个连续变量量子系统之间的纠缠动力学。该模型系统由两个原子在一个谐波势阱中通过简化的s波散射相互作用组成。我们表明，动态产生的纠缠以阶梯状的方式变化。此外，我们引入本地运营商，使我们能够违反贝尔CHSH不等式适应连续变量的情况下。关联呈现出非经典行为，几乎达到了量子力学的最大值。这是有趣的，因为这种相互作用所准备的状态与任何类似EPR的状态都非常不同。
2002-06-25 quant-ph
Efficient Compilation for Shuttling Trapped-Ion Machines via the Position Graph Architectural Abstraction
University of Delaware（特拉华大学）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
本文提出了一种统一的硬件抽象'位置图'，用于高效编译离子陷阱量子计算架构，通过SHuttling-Aware PERmutative和SHuttling-AWare算法解决离子陷阱机器的复杂约束和动态问题，生成符合物理约束的可执行电路。
2026-05-18 cs.ET quant-ph
Entanglement of Trapped-Ion Clock States
一个莫默-索伦森纠缠门实现了对捕获的$^{111}$镉$^+$离子使用磁场不敏感的“时钟”状态和实现提供降低灵敏度的光学相位漂移。该门用于产生完整的四个纠缠态，这是重建和评估与量子态层析。平均达到0.79的目标状态保真度，由可用的激光功率和技术噪声的限制。纠缠态的层析重建展示了两个离子量子比特的通用量子控制，通过多路复用可以为捕获离子量子计算提供可扩展的架构。
2005-08-16 quant-ph
Quantum entanglement of two harmonically trapped dipolar particles
研究了两个全同偶极粒子在准一维谐振子阱中的系统。数值结果的纠缠度对系统的控制参数的依赖关系提供和详细讨论。在粒子间强相互作用的限制下，利用调和近似，导出了玻色子和费米子基态的占据熵和冯诺伊曼熵的封闭解析形式.强关联制度的系统与偶极玻色子和系统与带电的相互比较方面的纠缠。
2014-10-02 cond-mat.quant-gas math-ph math.MP
Distributing entangled state using quantum repeater protocol: Trapped atomic ions in optomechanical cavities
研究了利用量子中继协议实现囚禁原子离子纠缠态的远距离分布。实际上，长距离被分成短的部分，然后在光机械腔中使用纠缠产生和纠缠交换技术，纠缠被分发。为了完成这项任务，我们在光机械腔中执行捕获的原子离子之间的相互作用，对捕获的离子进行适当的测量，并将Bell态测量作为一种众所周知的交换纠缠的方法。相应地，纠缠分布在目标离子之间，具有令人满意的成功概率和纠缠度值。计算了泵浦光的失谐量和振幅对纠缠度和成功几率的影响。随着失谐量的增加，纠缠度和成功概率的起伏减小。通过增加泵浦光的振幅，纠缠的极大值会重复出现更多次，成功几率会经历一个反转-恢复现象。
2021-05-28 physics.atom-ph quant-ph
Protocol for Hybrid Entanglement Between a Trapped Atom and a Semiconductor Quantum Dot
我们提出了一个原子和固态系统之间的量子光学接口。我们证明了单个囚禁原子中的量子态与半导体量子点中的量子态可以通过它们与经典激光场的共同相互作用而纠缠。由此产生的散射光子的干涉和检测可以预示着不同的原子和固态量子比特的纠缠。我们开发了一个协议，可以成功，尽管在两个基于物质的量子位的辐射特性的显着不匹配。我们详细研究了一个特殊的情况下，这种接口适用于一个单一的捕获\Yb离子和腔耦合InGaAs半导体量子点。纠缠保真度和成功率被发现是强大的广泛的实验非理想效应，如色散失配，原子反冲，和多光子散射。我们的结论是，在现实的实验条件下，应该有可能产生这些互补量子比特系统的高度纠缠态。
2009-07-02 quant-ph
Random matrices and entanglement entropy of trapped Fermi gases
利用随机矩阵理论计算了自由费米气体的纠缠熵，并阐明了其应用。我们应用这种方法获得解析预测的Renyi纠缠熵的一维气体被困在一个谐波势在所有相关的标度制度。我们确认我们的研究结果与精确的数值计算得到的一个巧妙的离散化的减少相关矩阵的装置。
2014-12-24 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum Repeaters based on Single Trapped Ions
我们分析了基于单囚禁离子的量子中继协议的性能。在每个节点处，嵌入到高精细度腔中的单个捕获离子发射单个光子，其偏振与离子状态纠缠。在位于两个节点中间的中心站对两个光子的特定检测预示着两个远程离子的纠缠。纠缠可以扩展到很长的距离，通过应用连续的纠缠交换操作的基础上的两个离子门操作，已经被证明具有高精度的实验。我们的计算表明，这种基于离子的量子中继器协议可实现的纠缠分布速率比基于原子系综存储器和线性光学的最知名方案可实现的速率高出几个数量级。主要原因是，对于被捕获的离子，纠缠交换操作是确定性地执行的，与线性光学每次交换的成功概率低于50%相反。该方案需要有效收集发射的光子，这可以用腔来实现，以及有效转换它们的波长，这可以通过受激参量下转换来完成。我们还建议如何实现时间复用，这提供了额外的显着的速度在纠缠分布，与被困离子。
2009-03-25 quant-ph
