Evaluating states in trapped ions with local correlation between internal and motional degrees of freedom
我们提出并证明了一个可扩展的计划，同时确定内部和运动状态的单网站分辨率被困离子。将该方案应用于研究囚禁离子的Jaynes-Cummings哈伯德模型中的极化激子激发，其中离子的内部态和运动态是强关联的。我们观察量子相变的极化激子激发在两个离子直接评估其方差每个离子网站。我们的工作为极化激子系统的大规模量子模拟建立了必要的技术方法。
2021-05-11 quant-ph
Wiring up trapped ions to study aspects of quantum information
人们对开发传输量子信息的方法有很大兴趣。我们讨论了一种通过导线在两个囚禁离子之间传递量子信息的方法。捕获离子的运动在捕获电极中感应振荡电荷。通过将该电流发送到附近的第二个阱的电极，两个阱中的离子的运动被耦合。我们调查静电的设置，其中两个单独捕获的离子通过电浮线耦合。我们还讨论了实验问题，包括退相干的可能来源。
2009-03-23 quant-ph
Error-resistant Single Qubit Gates with Trapped Ions
相干操作构成的单和多量子位量子门与捕获离子的实施证明，对实验参数和固有的不确定性的系统参数的变化是强大的。特别是，使用最优控制理论开发的脉冲被证明是第一次与被困离子。它们的性能作为误差参数的函数进行了系统的研究和比较复合脉冲。
2006-12-13 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
Feasibility of a quantum memory for continuous variables based on trapped ions
我们建议使用大量的冷囚禁离子云作为量子光学和量子信息实验的介质。相反，最近实现的量子比特操纵的基础上，一个小数目的捕获和冷却的离子，我们研究的情况下，陷阱包含一个宏观数量的离子。我们特别考虑的实现的量子信息存储在连续变量的量子存储器，并研究了相关的物理参数对系统的预期性能的影响。
2006-07-08 quant-ph
K-quantum Nonlinear Jaynes-Cummings Model in Two Trapped Ions
本文给出了两个囚禁离子与共振在k阶质心模红边带的激光相互作用的k量子非线性Jaynes-Cummings模型。精确的解析解表明存在量子坍缩和两个原子占据的恢复。
2001-06-12 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
Quantum invariant-based control of interacting trapped ions
基于不变量的逆向工程是一种优雅的量子控制方法，具有相应的实验实现，其执行量子信息处理中的应用任务，例如穿梭捕获的离子。我们建立在最近的工作，广义不变量为基础的逆向工程控制两个耦合谐振子在任何数量的空间维度。这可以用来执行实验相关的任务，如分离的捕获的离子，这是数值证明，实现超过96%的转移的结晶度，以及低motional数激发。
2021-12-27 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
Quantum gates with "hot" trapped ions
我们提出了一个方案，执行一个基本的两个量子比特门之间的两个被困离子使用原子干涉的想法。与J. I. Cirac和P.Zoller，Phys.Rev.Lett. 74，4091（1995），它不需要激光冷却到运动基态。
1997-12-04 quant-ph
Individual addressing of trapped ions and coupling of motional and spin states using rf radiation
在静态磁场梯度的存在下，使用射频辐射在频率空间中处理单个电动捕获和激光冷却的离子。此外，运动和自旋状态之间的相互作用，由射频场诱导的表现采用射频光学双共振光谱。这是实现一个新的概念，实现量子模拟和量子计算与捕获离子的两个重要的实验步骤。
2009-02-23 quant-ph
Strong-coupling quantum logic of trapped ions
基本上所有已知的量子门都依赖于弱耦合近似，导致线性动力学。与明确的例子被困的离子，我们展示了如何高保真度量子门可以实现这样的近似之外，我们推导出易于实现的驱动领域，以实现门极高的结晶度离子以及以外的兰姆-迪克制度与动态温度仅多普勒冷却实现。
2020-03-26 quant-ph
Pulsed force sequences for fast phase-insensitive quantum gates in trapped ions
我们展示了如何创建任意速度之间的被困离子的量子门，使用激光行走波，与完全不敏感的光学相位漂移，只需要冷却到兰姆-迪克制度。我们提出的脉冲序列，满足要求，很容易在实验室中产生。
2013-12-19 quant-ph
Quantum communication between trapped ions through a dissipative environment
研究了两个囚禁离子与一维库仑晶体轴向声子模的耦合。这个系统在形式上等价于“双自旋玻色子”模型。我们提出了一种在无退相干子空间内动态产生两个离子最大纠缠态的方案。在这里，被捕获离子的声子环境，无论其温度和模式的数量如何，都充当纠缠总线。单重态的有效产生可以用来进行短程量子通信，这对于构建大规模量子计算机是必不可少的。
2008-05-23 quant-ph
Physical implementation of holonomic quantum computation in decoherence-free subspaces with trapped ions
提出了一种在无退相干子空间中实现完整量子计算的可行方案。通过在指定离子上施加适当的双色激光场，我们能够利用编码DFS中的完整性方案构造两个不可交换的单量子比特门和一个受控相位门。
2006-08-08 quant-ph
Linear Mode-Mixing of Phonons with Trapped Ions
我们提出了一种方法来操纵正常模式的囚禁离子链使用只有两个激光器。实验上已经证明被捕获离子的线性链是高度可控的量子系统，具有用于制备、演化和读出的各种精细技术，然而，通常对于量子信息处理应用，人们感兴趣的是使用离子的内部能级作为计算基础。我们分析的情况下，运动的自由度的离子是感兴趣的量子系统，并利用内部水平，以促进相互作用。特别是，我们专注于模式混合的声子在不同的正常模式模拟量子光学等效的分束器的分析。
2016-10-16 quant-ph
Conditional Spin Resonance with Trapped Ions
当施加静态磁场时，电动势阱中不同离子的内部状态耦合-类似于用于NMR的分子中的自旋-自旋耦合。这种自旋-自旋相互作用可以用于例如使用NMR方法在离子阱中实现量子逻辑操作。捕获离子的集合可以被视为具有可调耦合常数的$N$ -量子位分子。
2001-11-29 quant-ph
Correcting errors in a quantum gate with pushed ions via optimal control
我们详细分析了所谓的“推门”被困离子，引入一个依赖于时间的谐波近似的外部运动。我们将展示如何提取平均保真度的门从所产生的半经典模拟。我们精确地描述和量化了来自量子动力学的所有类型的误差，并首次揭示了离子推力中的轻微非线性会对门操作的绝热性产生巨大影响。通过量子最优控制技术，我们展示了如何抑制每一个由此产生的门错误，以达到一个高保真兼容可扩展的容错量子计算。
2010-08-18 quant-ph
Simulation of Jahn-Teller-Dicke Magnetic Structural Phase Transition with Trapped Ions
本文从理论上研究了囚禁离子系统中的集体E $\otimes$ e Jahn-Teller-Dicke畸变。我们的重点是在无限范围内的相互作用，其中有效自旋系综与两个集体振动模式与U（1）对称耦合的限制。我们的模型是完全可解的结晶极限，它是适合于解决一个中等数量的离子的精确数值对角化。我们发现，被困离子是理想的适合研究出现的连续对称性和磁结构相变在介观系统的自发对称性破缺。
2012-07-02 quant-ph
Theory of Cross Phase Modulation for the Vibrational Modes of Trapped Ions
我们分析了囚禁离子的单个振动量子之间的非线性耦合。非线性库仑相互作用导致克尔型哈密顿量，我们推导出的耦合常数的解析表达式。与文献[1]中的公式相比，我们的结果与实验数据非常吻合。
2008-10-08 quant-ph
A proposal for a scalable universal bosonic simulator using individually trapped ions
我们描述了一种可能的架构，实现一个通用的玻色子模拟器（UBS）使用捕获的离子。单个离子被限制在单独的陷阱中，它们的运动状态代表玻色子模式。单模线性算子，非线性相移，线性分束器可以通过精确控制的陷阱势实现。玻色子模拟中的所有过程，除了初始化和读出之外，都可以在Lamb-Dicke区域之外进行。我们的建议的方面也可以应用到分裂的一对离子在一个单一的陷阱。
2012-05-08 quant-ph
An efficient single-step scheme for manipulating quantum information of two trapped ions beyond the Lamb-Dicke limit
基于两离子系统的精确条件量子动力学，提出了一种利用一对同步激光脉冲相干操纵两个冷离子的量子信息的有效的{ \it single-step}方案.既不需要辅助原子能级，也不需要Lamb-Dicke近似。
2005-12-19 quant-ph
Controlling the spontaneous emission of trapped ions
提出基于空间光调制器的囚禁离子自发辐射操控装置，可实现单光子探测多离子纠缠及发射体可见度控制，适用于现有离子阱。
2025-01-16 quant-ph
Quantum Interference of Photon Pairs from Two Trapped Atomic Ions
我们收集两个被捕获的原子离子的荧光，并测量从离子发射的光子之间的量子干涉。两个光子的干涉是基于光子耦合的原子量子比特纠缠方案的关键组成部分。保持所产生的纠缠和用相同离子重复实验的能力对于实现原子量子比特之间的纠缠量子门是必要的，并且允许实现协议以有效地扩展到更大数量的原子量子比特。
2006-08-05 quant-ph
Optimal quantum state reconstruction for cold trapped ions
我们研究的情况下，确定多量子位系统的状态，其中捕获的离子用于定义量子位的最佳层析重建方案的物理实现。该协议是基于使用相互无偏的测量和H. Häffner \emph{et. al} [Nature \textbf{438}，643-646（2005）]。我们介绍了不同类型的无偏测量的物理复杂性的概念，并分析了它们的产生方面的一个和两个量子比特门的被困离子。
2008-05-22 quant-ph
Generation of entangled photons by trapped ions in microcavities under a magnetic field gradient
我们提出了一种利用磁场梯度分别操纵双模微腔中的囚禁离子产生纠缠光子的方案。利用磁场梯度引起的自旋-自旋耦合和离子间的库仑排斥作用，通过探测囚禁离子的内部态，有效地产生纠缠光子.我们强调，我们的方案是有利的，以创造完整的纠缠多光子态集。详细讨论了该方案的要求和实验可行性。
2005-09-21 quant-ph
A fast scheme for the implementation of the quantum Rabi model with trapped ions
我们展示了如何产生一个快速量子拉比模型与囚禁离子。它的重要性不仅在于加速这些系统可能实现的现象，从量子门到离子振动运动的非经典态的产生，而且还在于减少不必要的影响，如可能出现在这样的系统中的相干性衰减。
2016-08-29 quant-ph
Temperature estimation of an entangled pair of trapped ions
我们将估计理论应用于由两个相互作用的被困离子形成的系统。通过使用Fisher矩阵形式主义，我们介绍了一个简单的计划估计的离子的纵向振动模式的温度。我们使用的离子相互作用，有效地推断个别离子的温度，通过优化的相互作用时间的演变，并通过测量只有一个离子。我们还研究了非热储层的推理方法的效果。的非经典的离子振动模式之一，介绍了由于压缩热库，提高了间接推断的个人温度。
2021-09-10 quant-ph
Mesoscopic superpositions of vibronic collective states of N trapped ions
我们提出了一个可扩展的方法，在N个囚禁离子中产生运动相干态和电子态的纠缠叠加。除了它们的基本重要性之外，这些状态可能对量子信息处理感兴趣，并且可以用于退相干的实验研究。
2002-02-13 quant-ph
Quantum Simulations with Cold Trapped Ions
近三十年来，激光冷却囚禁离子内部和运动量子自由度的控制一直是理论和实验研究的热点。在量子信息科学领域中，确定性地制备和测量捕获离子的量子态的能力是前所未有的。这种专业知识可以用来研究物理模型，这些模型被认为是用来描述实验研究无法直接访问的系统。在这里，我们给出了一个概述目前的理论建议和实验，这样的量子模拟与囚禁离子。这包括各种自旋模型（例如，量子横向伊辛模型，或神经网络），玻色-哈伯德哈密顿量，弗伦克尔-康托洛娃模型，以及量子场和相对论效应。
2009-05-01 quant-ph
NOON states in trapped ions
我们展示了如何NOON状态可能产生的离子阱。我们利用光与离子的两个振动模式中的每一个的单独相互作用来纠缠它们。这允许我们生成N=8的NOON态。
2013-04-24 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
Generally noise-resilient quantum gates for trapped-ions
提出一种针对囚禁离子链的纠缠门方案，在多种误差源下利用激发态运动实现高保真度操作，包含所有运动模式并增强对加热效应和失谐误差的鲁棒性，助力构建可扩展量子计算机。
2024-04-19 quant-ph
Entangling a series of trapped ions by moving cavity bus
多量子比特纠缠是量子信息处理的核心任务之一。在这里，我们提出了一种方法来纠缠一些冷离子（单独捕获在一串微陷阱）的移动腔。该腔被推动以均匀的速度一个接一个地包括离子，因此存储在前离子中的信息可以通过这种移动的腔总线被传递到后离子。由于捕获离子的位置被精确定位，离子-腔相互作用的强度和持续时间可以被精确控制。因此，通过适当地设置相关参数，典型的多离子纠缠态，例如，$W$状态的10个离子，可以确定性地产生。并对该方案的可行性进行了讨论。
2011-06-20 quant-ph
Universal quantum computation in decoherence-free subspaces with hot trapped-ions
我们考虑在集体失相自由子空间中编码的逻辑量子比特上产生一组通用量子门的相互作用，并讨论它们与捕获离子的实现。这允许去除目前捕获离子实验中最大的退相干源，即集体退相。此外，一个明确的参数化的所有两体哈密顿能够产生这样的门，而系统的状态永远退出受保护的子空间。
2007-06-01 quant-ph
Coherent manipulation of motional states of trapped ions
光干涉实验中的关键元件分束器和移相器是在囚禁离子的运动中实现的。并举例说明了它在量子运动态的产生和马赫-曾德尔干涉仪的实现等方面的应用。文中还讨论了几种用于干涉仪的运动状态检测方法。
2004-05-23 quant-ph
Method of quantum computation with ``hot'' trapped ions
提出了一种在囚禁离子量子计算机中实现量子逻辑门的新方法，该方法不需要将离子冷却到其振动质心（CM）模式基态。我们的方案采用了绝热通道和条件相移，这是D 'Helon和Milburn（C.~ D'Helon和G.J.~ Milburn，Phys.Rev.A { \bf 54}，5141（1996））。
1998-08-07 quant-ph
Polariton blockade in the Jaynes-Cummings-Hubbard model with trapped ions
我们在实验上观察到了双离子链中单个极化激元和两个极化激元的动力学。通过驱动两个处于运动蓝边带跃迁的囚禁离子，我们实现了反Jaynes-Cummings-哈伯德模型。当单个极化激元存在于捕获离子链中时，极化激元在离子位点之间跳跃。另一方面，当在每个离子位置处存在单个极化激元时，由于反Jaynes-Cummings相互作用的非线性引起的极化激元-极化激元相互作用，极化激元的跳跃被抑制，从而实现了具有被俘获离子的反Jaynes-Cummings-哈伯德模型中极化激元跳跃的阻断。我们的工作是一个陷阱离子为基础的强相互作用极化激子系统的量子模拟器的发展迈出了一步。
2021-03-09 quant-ph
Millikelvin Spatial Thermometry of Trapped Ions
我们演示了激光冷却囚禁离子的毫开尔文测温与高分辨率成像。这种平衡方法与冷却动力学无关，并且具有比多普勒测温法更低的系统误差，具有\pm 5 mK精度和\pm 1 mK精度。我们用它来观察一个单一的离子的高度各向异性的动力学，发现温度为< 60 mK and >15 K同时沿不同的方向。这种测温技术可以提供新的见解量子系统的同情冷却的离子，包括原子，分子，纳米机械振荡器，和电路。
2011-06-09 quant-ph
Quantum interference from remotely trapped ions
我们观察到两个连续的激光激发的单离子发射的光子的量子干涉，独立地被困在不同的真空容器。在两个实验中观察到高对比度的双光子干涉与不同的离子种类，钙和钡。我们的实验结果定量再现布洛赫方程计算。特别是，我们表明，个人的共振荧光光场的相干性是由所观察到的干涉。
2008-10-10 quant-ph
Quantum Logic Between Distant Trapped Ions
囚禁原子离子由于其长的囚禁时间、良好的相干性以及对原子内部态的精细控制而被证明是实现量子计算的最有希望的候选者之一。将离子（量子存储器）与光子（距离链路）集成为大规模量子计算和长距离量子通信提供了一条独特的途径。在这篇文章中，我们提出了一个详细的审查的实验实现的预示光子介导的量子门之间的远程离子，并雇用这个门执行之间的距离约为一米的两个离子之间的隐形传态协议。
2009-07-10 quant-ph
Quantum computing with trapped ions
量子计算机有望比经典计算机更有效地解决某些计算任务。本文综述了囚禁离子量子计算机的最新实验进展。特别讨论了量子比特、量子门的各种实现和一些关键实验。此外，我们回顾了一些量子算法的实现，如量子信息的确定性隐形传态和纠错方案。
2008-09-25 quant-ph
Geometric quantum gate for trapped ions based on optical dipole forces induced by Gaussian laser beams
我们提出了一个量子逻辑门的实现通过内部状态依赖的位移的离子在一个线性的保罗陷阱所造成的光学偶极力。基于系统动力学的一般量子分析，我们考虑碱土金属离子的具体实现。对于实验上真实的参数，可以获得低至$10^{-4}$的门不稳定性。
2004-06-25 quant-ph
Manipulating motional states by selective vibronic interaction in two trapped ions
我们提出了一个选择性的振动相互作用操纵运动状态在两个被困的离子，作用于一个先前选择的振动子空间和分散在所有其他的共振。这样做是考虑到离子激光单独寻址的技术限制。我们讨论了离子集体运动自由度中Fock态的产生和纠缠，以及其他应用。
2000-05-02 quant-ph
A scalable, high-speed measurement-based quantum computer using trapped ions
我们描述了一个可扩展的，高速的，和强大的架构，用于基于测量的量子计算与捕获离子。基于测量的架构提供了一种通过并行化缓慢的纠缠操作并将速度要求转移到量子位的快速测量来显着加速量子计算机操作的方法。我们表明，一个适合于容错测量为基础的量子计算的三维集群状态可以实现在一个二维阵列的离子阱。我们提出了通过多光子光电离纳秒操作的离子的投影测量，并讨论了这样一个计划的可行性钙离子。
2009-05-01 quant-ph
Generation of a spin-squeezed state with trapped ions using a dressing field
我们提出了一种方法来产生一个自旋压缩态，这是一个对称的迪克态，与被困离子只使用全球访问。在强修整场下，离子的本征态变为对称Dicke态，M $ø$ lmer-S $ø$ rensen相互作用选择性地将其中一个耦合到初始布居的辅助态.仅使用方波脉冲就可以以高保真度产生最大自旋压缩的$\mid D_{2n}^n>$态。利用绝热技术，得到了理想的最大自旋压缩态。
2012-08-16 quant-ph
Decoherence Bounds on Quantum Computation with Trapped Ions
使用简单的物理参数，我们调查的能力的量子计算机的基础上冷囚禁离子。从自发衰变，激光相位相干性，离子加热和其他来源的错误施加在这样的设备上的限制，我们得到的激光相互作用的数量和可以使用的离子的数量之间的界限。确定了可以使用各种离子分解的最大数量。
1996-04-23 quant-ph
Two-Mode Squeezed States and Their Superposition in the Motion of Two Trapped Ions
提出了一种在双囚禁离子的质心模和呼吸模中产生双模压缩态及其叠加的方法。每个离子同时被两个驻波照射。其中一个场被调谐以共振地同时激发两个简正模的两个上边带，而另一个场被调谐到相应的下边带。
2004-02-05 quant-ph
Decoherence in trapped ions due to polarization of the residual background gas
我们研究了振荡离子本身引起的剩余背景气体的极化对囚禁离子的阻尼和加热机制。通过与液氦中表面电子的物理类比推理，我们证明了在实验中观察到的拉比振荡的衰减9Be+可以归因于这里研究的极化现象。在我们的极化模型中还预测了拉比振荡阻尼对囚禁离子振动量子数的灵敏度。
2001-09-28 quant-ph
Coherent control of a local phonon in trapped ions using dynamical decoupling
在本文中，我们提出了一个动态去耦（DD）技术相干控制的单个局域声子的动力学囚禁离子。一个2 $π$旋转在一个运动的边带跃迁翻转相关的本地声子状态的符号，导致声子动力学的取消。在这项工作中，我们实现DD使用单一和多个蓝边带脉冲控制一个单一的本地声子在两个$^{40}{\rm Ca}^{+}$离子在线性保罗陷阱。我们提出的DD技术可以用来工程本地声子模式之间的耦合。
2021-12-28 quant-ph
The theory of heating of the quantum ground state of trapped ions
利用位移算符理论，分析了囚禁离子振动基态的减布居。发现了两个加热时间，一个表征短时间行为，另一个表征长时间行为，分析了单离子和多离子的短时间行为，导出了不同模式的相对加热率公式。考虑了通过量子芝诺效应校正加热的可能性，以及利用抑制高次模加热来减少量子计算中的误差。
1998-04-20 quant-ph
Implementation of quantum gates and preparation of entangled states in cavity QED with cold trapped ions
提出了一种在单模光腔中利用冷囚禁离子实现量子计算基本门和制备纠缠态的方案。一般的量子计算可以用囚禁离子的运动态和腔态作为量子比特来实现。我们也可以在这样的系统中产生不同种类的纠缠态而不需要态约减，并且可以将量子态从一个阱中的离子转移到另一个阱中的离子。实现我们的计划的实验要求进行了讨论。
2002-07-29 quant-ph
Engineering the unitary charge-conjugation operator of quantum field theory for particle-antiparticle using trapped ions and light fields in cavity QED
我们提出了一种方法来工程的酉电荷共轭算子，由量子场论，在量子光学的高度控制的背景下，从而允许一个模拟创建带电粒子与定义良好的动量同时与各自的反粒子。我们的方法依赖于被困离子驱动的激光场和相互作用的高Q腔中的光场的单模。
2014-01-22 quant-ph
Robust and optimal laser cooling of trapped ions
我们提出了一种适用于囚禁原子和离子的快速激光冷却方案。基于量子干涉，由一个特殊的激光配置产生的，它是能够迅速冷却系统，使最终的声子占据消失到零阶的Lamb-Dicke参数，与现有的冷却计划。此外，它在波动的激光强度和频率的条件下是鲁棒的，从而使其成为实验应用的可行候选者。
2009-07-31 quant-ph
