論文の概要: Properties of phonon modes of ion trap quantum computer in the Aubry phase

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2002.03730v2
• Date: Tue, 10 Mar 2020 09:53:12 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-04 01:54:29.911116
• Title: Properties of phonon modes of ion trap quantum computer in the Aubry phase
• Title（参考訳）: オーブリー相におけるイオントラップ量子コンピュータのフォノンモードの特性
• Authors: Justin Loye, Jos\'e Lages and Dima L. Shepelyansky
• Abstract要約: イオン量子コンピュータにおけるフォノンモードの特性について検討する。 オーブリー相では, フォノンモードはCirac-Zoller や KAM のケースに比べ, より局在性が高いことを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We study analytically and numerically the properties of phonon modes in an ion quantum computer. The ion chain is placed in a harmonic trap with an additional periodic potential which dimensionless amplitude $K$ determines three main phases available for quantum computations: at zero $K$ we have the case of Cirac-Zoller quantum computer, below a certain critical amplitude $K<K_c$ the ions are in the Kolmogorov-Arnold-Moser (KAM) phase, with delocalized phonon modes and free chain sliding, and above the critical amplitude $K>K_c$ ions are in the pinned Aubry phase with a finite frequency gap protecting quantum gates from temperature and other external fluctuations. For the Aubry phase, in contrast to the Cirac-Zoller and KAM phases, the phonon gap remains independent of the number of ions placed in the trap keeping a fixed ion density around the trap center. We show that in the Aubry phase the phonon modes are much better localized comparing to the Cirac-Zoller and KAM cases. Thus in the Aubry phase the recoil pulses lead to local oscillations of ions while in other two phases they spread rapidly over the whole ion chains making them rather sensible to external fluctuations. We argue that the properties of localized phonon modes and phonon gap in the Aubry phase provide advantages for the ion quantum computations in this phase with a large number of ions.
• Abstract（参考訳）: イオン量子コンピュータにおけるフォノンモードの特性を解析的および数値的に研究する。 The ion chain is placed in a harmonic trap with an additional periodic potential which dimensionless amplitude $K$ determines three main phases available for quantum computations: at zero $K$ we have the case of Cirac-Zoller quantum computer, below a certain critical amplitude $K<K_c$ the ions are in the Kolmogorov-Arnold-Moser (KAM) phase, with delocalized phonon modes and free chain sliding, and above the critical amplitude $K>K_c$ ions are in the pinned Aubry phase with a finite frequency gap protecting quantum gates from temperature and other external fluctuations. オーブリー相では、円-ゾラー相とKAM相とは対照的に、フォノンギャップはトラップ中心の周囲に固定されたイオン密度を保持するトラップ内に配置されるイオンの数とは独立である。 オーブリー相では, フォノンモードはCirac-Zoller と KAM のケースと比較して, より局所化されている。 したがって、オーブリー相ではリコイルパルスはイオンの局所的な振動を引き起こすが、他の2つの相ではイオン鎖全体に急速に拡散し、外部のゆらぎにかなり敏感である。 オーブリー相における局所化フォノンモードとフォノンギャップの性質は、多くのイオンを持つこの相におけるイオン量子計算の利点をもたらすと主張する。

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