Nantong University（南通大学）；University College Cork（科克大学学院）；University of the Basque Country UPV/EHU（巴斯克地区大学）；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（伊克尔巴斯基奎，巴斯克科学基金会）
We propose a scheme for piston control in a two-ion quantum device with motion confined to orthogonal axes. In this system, one ion plays the role of a ''classical'' piston driven by the Coulomb interaction with the other ion, whose quantum motion is controlled through modulation of its trapping potential. The stationary state is determined self-consistently, taking quantum effects into account. We identify a narrow quantum regime of the ground state connecting two broad classical regimes. We further design inverse-engineering protocols to control the motion of the ''classical'' ion. The proposed control scheme provides a useful route toward controlled piston dynamics in microscopic quantum devices.
Integrated $^{9}$Be$^{+}$ multi-qubit gate device for the ion-trap quantum computer
我们演示了利用嵌入表面电极离子阱中的微波导体发射的微波近场，在$^9$ Be $^+$离子中实现磁场不敏感超精细跃迁的两量子比特Mølmer-Sørensen门的实验。导体的设计被优化以在离子位置处产生高振荡磁场梯度。测得的栅极保真度被确定为$98.2\pm1.2\,\%$，并受到技术缺陷的限制，这是由一个全面的数值误差分析证实。导体设计可以潜在地简化多量子比特门的实现，并且代表用于离子阱量子计算机的量子CCD架构内的纠缠门的自包含的可扩展模块。
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。
