Efficient State Preparation via Ion Trap Quantum Computing and Quantum Searching Algorithm
利用离子阱量子计算和Grover的量子搜索算法，在离子阱中制备一个几率接近1的量子态.
2000-05-10 quant-ph
Individual addressing of ions using magnetic field gradients in a surface-electrode ion trap
微制造阱中的离子密集阵列代表了一种可能的方法来按比例放大离子阱量子计算。寻址单个离子的能力是这种方案的重要组成部分。我们证明了个体寻址的被困离子在一个微制造的表面电极陷阱，使用芯片上产生的磁场梯度。对于相隔5 μ m的两个离子，实现了310（2）kHz的频率分裂。选择性单量子位操作在两个捕获离子之一上进行，平均串扰为2.2+/-1.0%。通过自旋回波技术测量的相干时间不受场梯度的影响。
2008-11-14 quant-ph
Ion trap architectures and new directions
在过去的十年中，捕获离子技术在性能、鲁棒性和多功能性方面取得了进步。随着世界范围内捕获的离子群数量的增加，目前正在使用无数的阱架构。囚禁离子的应用包括：量子模拟，计算和网络，时间标准和量子动力学的基础研究。这种阱的设计是由这些不同的研究目标驱动的，但是一些普遍期望的性质已经导致了离子阱制造厂的发展。捕获离子可实现的出色控制和光子读出的能力，使量子网络利用远程离子节点之间的纠缠取得了进展。在这里，我们介绍了社区目前使用的陷阱架构的选择，并介绍了它们最显著的特征，确定了特别适合量子网络的特征。我们还讨论了我们自己的内部研究工作，旨在长距离捕获离子网络。
2017-08-15 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
Electron impact ionization loading of a surface electrode ion trap
本文提出了一种利用电子碰撞电离加载表面电极离子阱的方法。该方法依赖于表面电极几何形状的性质，即陷阱深度可以以更多的微动为代价来增加。通过引入缓冲气体，我们可以抵消与微动相关的射频加热，并受益于更大的陷阱深度。在阱的初始加载之后，可以使用标准补偿技术来消除由带电电介质产生的杂散场，并允许在超高真空下加载阱。
2006-06-29 quant-ph
Ion-trap quantum information processing: experimental status
在超高真空中捕获的原子离子形成了一个特别好理解和有用的物理系统，用于量子信息处理。它们为量子信息提供了极好的屏蔽，使其免受环境噪声的影响，而强的、良好控制的激光相互作用则容易提供量子逻辑门。许多基本的量子信息协议已被证明与捕获的离子。目前的许多工作旨在使用复杂的微制造陷阱阵列构建大规模的离子阱量子计算机。有几个研究小组也在积极研究捕获离子与光子的量子界面。
2008-05-19 quant-ph
T-junction ion trap array for two-dimensional ion shuttling, storage and manipulation
我们演示了一个二维11区离子阱阵列，其中单个激光冷却原子离子被存储、分离、穿梭和交换。阱的几何形状由两个线性射频离子阱部分组成，这两个部分以90度角连接以形成T形结构。我们穿梭的T-结的角落周围的单个离子和交换的位置，两个结晶的离子使用电压序列设计，以适应非平凡的电位附近的结。该系统实现了对多离子的全二维控制，这对于实现可扩展的离子阱量子计算和量子网络具有重要意义。
2005-08-13 quant-ph
On the Transport of Atomic Ions in Linear and Multidimensional Ion Trap Arrays
被捕获的原子离子已经成为量子计算机最有前途的架构之一，并且目前的努力现在致力于通过复杂的分段离子阱结构来传输被捕获的离子，以便按比例放大到更大数量的被捕获的离子量子位。本文讨论了在任何类型的复杂多维射频（保罗）离子阱阵列中离子输运的几个重要问题。我们开发了一个一般的理论框架，应用时间相关的电场穿梭激光冷却离子沿任何所需的轨迹，并描述了一种方法，用于确定任意穿梭时间表上的量子态的捕获离子运动的效果。除了在短距离线性穿梭的一般情况下，我们引入的问题，特别是穿梭通过多维路口，这是所需的任意控制的位置的大型阵列的被困离子。这包括离子在拐角处的传输，通过十字或T结，以及激光冷却晶体中多个离子的位置交换。在可能的情况下，我们最近的实验结果在一个多维的T结陷阱，实现了任意的2维运输。
2008-02-20 quant-ph
Ion-trap quantum logic using long-wavelength radiation
提出了一种量子信息处理器，它结合了实验技术和在核磁共振实验或捕获离子中成功证明的技术。施加到离子阱的额外的不均匀磁场i）使单独的离子共振（量子位）移位，使得它们通过频率可区分，以及ii）介导被捕获离子的内部自由度和外部自由度之间的耦合。该方案允许一个单独的地址和相干操纵离子限制在电动势阱中使用的射频或微波制度的辐射。
2001-12-19 quant-ph
Versatile ytterbium ion trap experiment for operation of scalable ion trap chips with motional heating and transition frequency measurements
我们提出了一个镱离子阱实验的设计和操作与设置提供多功能的光学访问和90电互连，可以主机先进的表面和多层离子阱芯片安装在芯片载体上。我们操作了一个与该芯片载体设计兼容的宏观离子阱，并对其性能进行了测试，证明了长期频率>1 MHz，并捕获和冷却了几乎所有的稳定同位素，包括171 Yb+离子以及离子晶体。对于这个特殊的抽头，我们测量运动加热率，<n-dot>并观察<n-dot>到不同长期频率ω的1/ω ^2行为。在离子电极间距为310（10）μ m时，我们还确定了频谱噪声密度S_E（1 MHz）= 3.6（9）× 10 ^-11 V^2 m^-2 Hz^-1。本文描述了Yb ~+离子的俘获和冷却实验装置，给出了170 Yb ~+、171 Yb ~+、172 Yb ~+、174 Yb ~+和176 Yb ~+稳定同位素的2S_1/2 - 2P_1/2和2D_3/2 - 3D[3/2]_1/2跃迁的频率测量结果。
2010-12-17 quant-ph
Heating rate and electrode charging measurements in a scalable, microfabricated, surface-electrode ion trap
我们使用已建立的半导体集成电路和微机电系统（MEMS）的微制造工艺，在原则上可扩展到更大的离子阱阵列，实现离子阱量子信息处理，提出了一个表面电极离子“芯片”陷阱制造的性能。我们测量射频离子微动平行和垂直于平面的陷阱电极，并发现封装电容器减少到<10 nm的幅度。我们还测量了离子捕获寿命，由于激光入射在陷阱电极上的充电效应，以及单个被捕获离子的加热速率。这种陷阱的性能被认为是与其他相同大小的规模相媲美。
2011-05-24 quant-ph
Ion Trapping with a Laser-written 3D Miniaturized Monolithic Linear Paul Trap for Microcavity Integration
本文提出一种激光写入的金镀熔融石英单片线性Paul阱，实现高数值孔径接入与电极精确隔离，并成功演示离子囚禁，为微腔集成奠定基础。
2024-09-19 quant-ph
Superconducting microfabricated ion traps
我们用铌和氮化铌制作了超导离子阱，并在低温下捕获单个88 Sr离子。超导转变的验证和特点是通过测量电阻和临界电流，使用4线测量陷阱结构，并观察在射频反射的变化。在6 K，800 kHz下观察到的最低加热速率为2.1（3）量子/秒，并且在超导转变过程中没有显着变化，表明异常加热主要是由表面上的噪声源引起的。这种超导离子阱的演示为将捕获的离子和分子离子与超导设备集成提供了可能性。
2010-12-14 quant-ph
Microfabricated Chip Traps for Ions
这是一个介绍微型离子阱。我们涵盖了保罗陷阱的基础知识，实现陷阱的各种几何形状，一些设计考虑因素，最后，现有的微制造陷阱的审查。
2008-12-19 quant-ph
Quantum-State Engineering of Multiple Trapped Ions for Center-of-Mass Mode
我们提出了一种方案，通过将所有其它旁观者振动模式从质心模式中隔离出来，使N离子的质心振动模式在相空间的一条直线上产生任意系数的叠加.它可以被看作是以前制备单离子运动态方法的新发展。对于大量离子，我们只需要一个循环操作就可以产生这样多个相干态叠加。
2000-10-31 quant-ph
A single trapped ion in a finite range trap
本文提出了一种描述离子在实际有限射程阱中动力学行为的方法。我们这个现实的潜力与一个可解的模型，我们得到这个潜在的动力学变量（提高和降低运营商）。我们考虑了这种受限离子在有限程阱中的相干相互作用，证明了它的质心运动定态是一种特殊的非线性相干态。研究了这种状态的物理性质及其对有限势范围的依赖性。
2011-12-25 quant-ph
Coherently manipulating cold ions in separated traps by their vibrational couplings
最近的实验[K. R. Brown等人，Nature 471，196（2011）;和M. Harlander等人，Nature 471，200（2011）]已经证明了对单独限制在分离的离子阱中的两个离子的外部振动的相干操纵。利用这些最近开发的技术，我们在这里提出了一种实现相干操作的方法，例如，通用的量子门，在分离的离子阱量子比特之间，由被捕获离子的两个内部原子状态编码。我们的建议超出了通常的Lamb-Dicke限制，并可以应用到可扩展的离子阱耦合的振动。
2011-06-20 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
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
Normal modes of trapped ions in the presence of anharmonic trap potentials
我们从理论和实验上研究了非谐项对线性囚禁离子链的囚禁势的影响。我们集中在两个不同的影响，成为显着的不同层次的非谐性。第一个是多离子晶体的离子振动的正常模式的振荡频率和振幅的修改，这是由于每个离子经历电位中的不同曲率。在第二种效应中，随着非谐性的增加或更高的激励振幅而发生，简正模频率的振幅依赖性偏移变得重要。我们评估了简正模的频率和振幅位移，并评论了其对量子信息处理和量子态态工程的影响。由于非谐项与谐波项的比率通常随着离子-电极距离的减小而增大，因此随着离子阱尺寸的减小，非谐效应将变得更加显著。因此，为了避免不必要的问题，在圈闭开发的设计阶段就应考虑到非谐性。
2011-05-24 quant-ph
2-photon ionization and necessary laser and vacuum systems for experiments with trapped strontium ions
本文描述了一种在线性射频阱中对锶原子进行光量子化的有效方法。我们采用双光子二级过程激发自电离共振（4d ~ 2 + 5 p ~ 2）~ 1D ~ 2。采用双脉冲钛宝石激光系统，在431 nm处提供82 MHz的100 fsec脉冲。详细介绍了用于激光冷却和激发量子跃迁的Sr ~+跃迁激光系统、真空系统和离子阱结构的制作。利用当前的设置，在UHV压力下实现了线性离子链的容易且可重复的捕获。
2007-12-03 quant-ph
Suppression of Heating Rates in Cryogenic Surface-Electrode Ion Traps
捕获离子的密集阵列提供了一种按比例放大离子阱量子信息处理的方法。然而，离子阱的小型化目前受到在亚100 μ m离子电极距离处急剧增加的运动态退相干的限制。我们的特点在低温冷却的表面电极陷阱，在75微米至150微米范围内的特征尺寸的加热速率。在冷却到6 K时，测得的速率被抑制了7个数量级，比先前发表的在室温下操作的类似大小的陷阱的数据低两个数量级。观察到的噪声强烈依赖于制造工艺，这表明进一步的改进是可能的。
2007-11-16 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
Individual addressing and state readout of trapped ions utilizing rf- micromotion
描述了一种用于在阱中对离子进行单独寻址的新方案，该方案不依赖于仅紧紧聚焦到一个离子上的光束。该方案利用离子微动，可以在一个线性陷阱中引起的直流偏移电位。因此，将单个离子耦合到全局施加的光场对应于在合适的补偿电极组上的电压的仅仅切换。所提出的方案特别适合于典型尺寸为约20-40微米的小型化RF（Paul）阱。
1998-12-15 quant-ph
Inhomogeneity parameter in designing an ion trap
在设计离子阱时，应优化几何形状和射频源，使得阱深度最大化，同时离子保持稳定。在四极线性阱中，经常使用稳定参数$a$和$q$来描述稳定性。然而，在表面阱中，阱必须被映射到线性四极阱，使得可以评估$a$和$q$。本文阐述了在设计表面陷阱时应如何处理这些参数，以及几何结构和射频源对表面陷阱的影响，得出了表面陷阱稳定的条件是$q$参数为0.2~0.22。
2015-01-08 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
Formation of Two-Ion Crystals by Injection from a Paul-Trap Source into a High-Magnetic-Field Penning Trap
双离子晶体构成了一个研究量子性质的平台，它可以扩展到任何离子种类或带电粒子，只要晶体中的一个离子可以直接用激光冷却并用激光辐射操纵。本文介绍了在7特斯拉开环潘宁阱中形成用于量子精密测量的双离子晶体。$^{40}$ Ca $^+$离子通过光电离内部产生或外部在（Paul阱）源中产生，通过超导螺线管的强磁场梯度运输，并且相对于潘宁阱势阱的最小值以几个电子伏特的平均动能在飞行中捕获。在强磁场中激光冷却双离子晶体达到量子制度也提出了特别强调的径向模式的冷却。
2022-03-31 quant-ph
Robust quantum control for higher order coupling term in trapped ions
囚禁离子硬件最近取得了重大进展，现在是量子计算的领先平台之一。为了在囚禁离子中构建双量子比特门，离子链的实验操作方法变得越来越普遍。在控制技术受限的情况下，如何实现高保真度的量子门操作至关重要。在电流脉冲优化设计中，很多研究工作都集中在离子-声子和离子-离子有效耦合方面，而忽略了实验缺陷对这两项高阶展开的影响。提出了一种新的囚禁离子的鲁棒量子控制优化方法。通过在优化代价函数中引入误差引起的高阶项，在漂移噪声范围为$\pm 10$ kHz和时间噪声范围为$\pm 0.02$的情况下，设计了一个具有极强鲁棒性的Molmer-Sorensen门，其失真度低于$10^{-3}$。我们的工作揭示了高阶耦合项在囚禁离子脉冲控制优化中的重要作用，特别是较高的离子-离子耦合阶数，为在囚禁离子平台中实现更有效的纠缠态提供了一种鲁棒的优化方案。
2022-11-15 quant-ph
Pulsed multireservoir engineering for a trapped ion with applications to state synthesis and quantum Otto cycles
通过油藏工程将开放量子系统引导到期望的稳态是一项了不起的任务，将耗散和退相干作为工具而不是障碍。在这里，我们开发了一个碰撞模型，实现水库工程的一维谐波运动的被困离子。我们的方案是基于振动模式和电子能级之间的脉冲相互作用的捕获离子，这是促进了分辨边带激光。有多个内部水平，我们表明，多个水库可以设计，允许更有效地合成著名的非经典运动状态和生成的状态，是不可行的单浴设置，例如，具有任意正温度的热状态。我们将这些想法应用到量子奥托循环超越纯粹的热储层。特别是，我们提出了一般条件的违反标准奥托界的限制制度的非绝热动力学。
2022-02-23 quant-ph
Novel designs for Penning ion traps
我们提出了一些替代设计的潘宁离子阱适用于量子信息处理（QIP）与原子离子的应用。第一个陷阱设计是一个简单的阵列长直线，允许容易的光学访问。这个陷阱的原型已建成陷阱Ca+和一个简单的电子检测方案已被用来演示陷阱的操作。另一种陷阱设计由一个导电板组成，导电板上有一个孔，位于连续导电平面上方。最终的陷阱设计是基于一个阵列的垫电极。尽管这种阱设计缺乏上述阱的开放几何形状，但垫设计可以证明在混合方案中是有用的，其中信息处理和量子位存储发生在不同类型的阱中。垫陷阱的行为进行了数值模拟和技术之间的陷阱迅速移动离子进行了讨论。这些不同的设计与未来的实验进行了讨论。所有的设计都适合于构建多个阱阵列，如可扩展离子阱QIP所需。
2006-03-22 quant-ph
Generation of Six-Qubit Cluster State in Ion-Trap System
基于共振边带激发，提出了一种在离子阱系统中产生六量子比特团簇态的方案。人们可以用目前可用的技术在实验上实现这种方案。
2010-02-09 quant-ph
Decoherence in a single trapped ion due to engineered reservoir
研究了囚禁离子与工程库耦合后的退相干现象。工程水库模拟随机变化的陷阱频率，和被困离子被视为一个两级系统驱动的远离共振平面波激光场。给出了退相干率与叠加态振幅的关系。
2000-04-18 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
Quantum gates implementations in the separated ion-traps by fast laser pulses
提出了一种在被单独囚禁的离子之间实现通用量子门的方法。代替用于操纵离子-离子耦合的典型绝热操作，这里通过使用快速激光脉冲非绝热地实现离子之间的可切换耦合。因此，离子之间所需的量子门可以通过仅使用一系列激光脉冲来实现。该方案可以方便地推广到具有可伸缩离子阱的量子计算中。
2012-11-27 quant-ph
Squeezed Coherent States of Motion for Ions Confined in Quadrupole and Octupole Ion Traps
在四极和八极组合（Paul和Penning）和射频（RF）阱的情况下，通过对相干态轨道应用含时变分原理（TDVP），描述了囚禁离子的准经典动力学.提出了一种去量子化算法，使系统的经典Hamilton（能量）函数成为压缩相干态的量子Hamilton的期望值。我们发展了这种方法，并具体化了具有轴对称和射频非谐电势的组合和射频陷阱的量子哈密顿量。我们还建立了我们考虑的特定陷阱的经典哈密顿函数，并找到经典的运动方程。
2017-05-10 quant-ph
Continued fraction solution to the Raman interaction of a trapped ultracold ion with two traveling wave lasers
超冷离子与两束行波激光的喇曼相互作用在离子阱实验中得到了广泛的应用。在不考虑Lamb-Dicke极限和弱激发区的情况下，我们用连分式方法在没有旋波近似的情况下求解了这种相互作用。发现了离子阱系统的一些有趣的特性，特别是对于弱激发区以外的离子。最后，将我们的结果与旋波近似下的解进行了比较。
2000-12-17 quant-ph
Quantum computing with four-particle decoherence-free states in ion trap
提出了量子计算门应用于无退相干态的囚禁离子。由于具有不同量子叠加本征能的分量的时间演化引起的相位变化被完全冻结，基于该模型的量子计算将是完美的。讨论了该方案在未来离子阱量子计算机中的可能应用。
2001-11-07 quant-ph
Engineering steady entanglement for trapped ions at finite temperature by dissipation
本文提出了一种耗散的方法来制备两个囚禁离子在Lamb-Dicke极限下的最大纠缠态。通过用频率与离子跃迁共振的单色驻波激光脉冲和耦合到基态跃迁的微波场来处理被囚禁的离子系统，我们获得了两个粒子之间的有效耦合，这与声子数起伏无关。同时，利用辅助激光场将囚禁离子的亚稳态抽运到短寿命离子态，实现了囚禁离子的可控自发发射。将幺正过程与工程耗散相结合，可以产生一个确定的Bell态，而与系统的初始状态无关。此外，我们的结果表明，CHSH不等式可以违反广泛的退相干参数，即使在有限的温度。
2022-07-13 quant-ph
High fidelity simulations of ion trajectories in miniature ion traps using the boundary-element method
在本文中，我们提出了端盖和线性离子阱的数值模拟结果，分别用于在英国国家物理实验室和因斯布鲁克大学的实验。锶-88和钙-40离子的长期频率计算从离子轨迹，使用边界元和有限差分数值方法模拟。将结果与实验测量结果进行比较。两种数值方法都具有较高的精度，边界元法精度更高。这种模拟可以是设计新的陷阱和陷阱阵列的有用工具。它们也可以用于获得精确的捕获参数所需的离子控制时，没有分析方法是可能的，以及调查由于热电子噪声的离子加热速率。
2005-11-22 quant-ph
Dark pair coherent states of the motion of a trapped ion
本文提出了一个在二维阱中产生离子运动振动对相干态的方案。在我们的方案中，被囚禁的离子在离子阱的X-Y平面内被三束沿不同方向的激光束双色激发。我们表明，如果初始振动状态是由一个双模Fock态，最终的稳定状态，由离子发射的荧光的消光表示，是一个纯态。处于平衡态的离子的运动状态实现了高关联对相干态的运动状态。
1996-04-11 quant-ph
Scaling Ion Trap Quantum Computation through Fast Quantum Gates
我们提出了一种方法来实现可扩展的量子计算的基础上的快速量子门上的一个阵列的捕获离子，而不需要离子穿梭。条件量子门获得任何相邻的离子通过自旋依赖的加速离子从周期性的光子踢。门被证明是强大的阵列中的所有其他离子的影响和不敏感的离子的温度。
2004-01-29 quant-ph
Reconstructing the vibrational state of a trapped ion
提出了一种重建囚禁离子振动量子态的新方法。该方法依赖于当前的能力，操纵的捕获离子状态和有效地测量的标量积的振动纠缠态的两个振动辅因子的可能性。简要讨论了该方法的实验可行性。
2002-11-08 quant-ph
A microfabricated surface-electrode ion trap in silicon
构建量子信息处理器的前景是离子阱制造技术的许多最新进展的基础。量子计算机可能由大量相互连接的离子阱构成。我们报道了一种微米级离子阱，采用微机电系统（MEMS）技术从体硅制造。阱的几何形状相对简单，因为电极位于离子下方的单个平面中。在这样的陷阱中，我们限制激光冷却的24Mg+离子约40微米以上的表面。制造技术和平面电极几何形状一起使得这种方法适合于按比例放大到大型陷阱阵列。此外，我们观察到很少的激光冷却光被电极散射。
2006-05-19 quant-ph
Influence of geometrical perturbations on the ion motional frequencies in a Paul trap
通过理论模拟分析了三维四极阱中几何扰动对离子振荡频率的影响，并与实验结果进行了比较。从理论上模拟了这种非理想陷阱中由于暗条的插入而引起的势场畸变。然后拟合出势的解析表达式，得到了囚禁离子运动方程的数值解。运动频率，然后计算从傅立叶变换的模拟离子轨迹在任何给定的捕获电位，并与我们的实验结果进行比较。长期的频率相对于插入的灯丝的陷阱内的水平的偏移进行评估。
2013-08-22 quant-ph
Exploring operation parallelism vs. ion movement in ion-trapped QCCD architectures
本文研究离子阱QCCD架构中操作并行性与离子移动导致的保真度损失之间的权衡，通过分析最坏情况下的最优移动次数并评估多种量子算法，识别最受益于并行执行的算法及其最优平衡点。
2025-02-06 quant-ph
Deterministic reordering of 40Ca+ ions in a linear segmented Paul trap
为了扩大离子量子计算机中量子比特的数量，几个研究小组已经开始开发小型化的离子阱，用于扩展离子的空间控制和操纵。离子串的穿梭和分离一直是线性阱布置中的首要问题，并且已经证明了一些结的原型用于将离子运动扩展到二维（2D）。虽然结需要复杂的陷阱结构，但在简单的线性陷阱布置中可以实现对1D运动的小扩展。这里，在平面线性芯片阱中的扩展场的控制用于在2D中穿梭离子。通过这种方法，串中离子的顺序被确定性地反转。理论上推导出了优化势，仿真结果表明，该重排序可以自动进行。对线性阱中单个离子位置的控制为离子阱量子计算提供了一种新的工具。该方法也有望与不同离子种类的混合晶体一起工作，因此可以应用于离子串的交感冷却。
2009-10-07 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
High fidelity transport of trapped-ion qubits through an X-junction trap array
我们报告可靠的运输9 Be+离子通过2-D陷阱阵列，包括一个单独的加载/水库区和“X-结”。在输运过程中，离子在其局域阱中的动能仅增加了几个运动量子，并且保持了内态相干性。我们还研究了在运输过程中的能量增益的两个来源：一个特定的射频（RF）噪声加热机制和数字采样噪声。这些研究对于实现囚禁离子量子信息处理器的尺度化具有重要意义。
2009-03-30 quant-ph
Symplectic tomography of nonlinear coherent states of a trapped ion
讨论了Paul阱中离子的压缩旋转正交效应，并结合辛层析成像方法重建离子的量子态。得到了囚禁离子的压缩态、关联态和非线性相干态的求积的边缘分布，并用这些边缘分布明确地表示了Fock基中的密度矩阵。
2019-03-03 quant-ph
Fast and robust two-qubit gates for scalable ion trap quantum computing
提出了一种基于激光相干控制技术的双量子比特门的新概念。门对离子的温度不敏感，也在Lamb-Dicke制度之外工作，不需要单独的激光寻址，并且可以比陷阱周期快几个数量级。
2003-06-01 quant-ph
Scaling Trapped Ion Quantum Computers Using Fast Gates and Microtraps
基于离子阱产生可扩展的量子信息处理平台的大多数尝试都集中在分段阱中离子的穿梭上。我们表明，基于快速门的微陷阱阵列的架构将优于基于离子穿梭的架构。该系统需要更高功率的激光器，但不需要操纵电势或离子穿梭。这改善了光学访问，降低了陷阱的复杂性，并减少了靠近离子的导电表面的数量。快速门的使用也消除了对门时间的限制。门的性能被证明是鲁棒的激光重复频率和陷阱阵列中的许多离子的存在下的限制。
2018-05-28 quant-ph
Planar Ion Trap Geometry for Microfabrication
我们描述了一种新的高纵横比射频线性离子阱的几何形状，是服从现代微加工技术。离子阱电极结构由一对堆叠的导电杠杆组成，从而产生采用平行板电容器的边缘场形式的限制场。封闭势的解析和数值模拟。这种离子阱的几何形状可以形成大规模量子计算机或并行四极质谱仪的基础。PACS：39.25.+ k，03.67。Lx，07.75。小时，07.10+厘米
2004-01-09 quant-ph
Monolithic Microfabricated Symmetric Ion Trap for Quantum Information Processing
我们描述了一种新型的单片离子阱，结合了硅微制造技术的灵活性和可扩展性与传统的四杆保罗陷阱的优越的捕获特性。所提出的微加工陷阱的性能接近的宏观结构。制造过程产生了一个有角度的通过芯片的槽，允许背面离子加载和通过激光访问，同时避免表面光散射和电介质充电。阱的几何形状和尺寸被优化用于限制具有相等离子间距的长离子链[G. D. Lin等人，欧罗巴Lett. 86，60004（2009）]。控制电位已被导出，以产生线性的，等间距的离子链，最多50个离子间隔在10 μ m。由于在这种设计中可实现的深捕获深度，我们期望这些链将足够长的寿命以用于磁系统的量子模拟[E.E. Edwards等人，B82，060412（R）（2010）]。该陷阱目前正在佐治亚理工学院使用超大规模集成电路技术制造。
2011-05-24 quant-ph
Hybrid Trapping of $^{87}$Rb Atoms and Yb$^{+}$ Ions in a Chip-Based Experimental Setup
将激光冷却的囚禁离子和超冷量子气体结合在一个实验装置中的混合量子系统，开辟了一个快速发展的研究领域，包括量子化学、极化子物理、量子信息处理和量子模拟。我们提出了一个完全开发和测试的离子阱芯片，并提出了一个平面芯片陷阱，可以放置在离子阱下面。这种设计基本上解决了混合阱所特有的困难，并且具有良好对准的芯片，其允许独立调整原子阱的深度以及离子的限制和定位。离子阱已成功地测试与线性离子晶体的Yb $^{+}$和中性$^{87}$ Rb也加载到一个mMOT下的离子捕获区域几毫米。
2023-01-25 physics.atom-ph quant-ph
