論文の概要: Materials Challenges for Trapped-Ion Quantum Computers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2009.00568v2
• Date: Wed, 2 Sep 2020 20:55:57 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-04 03:15:01.172967
• Title: Materials Challenges for Trapped-Ion Quantum Computers
• Title（参考訳）: トラップオン量子コンピュータの材料課題
• Authors: Kenneth R. Brown, John Chiaverini, Jeremy Sage, and Hartmut H\"affner
• Abstract要約: トラップイオン量子情報処理装置は、電場を介して自由空間に保持された原子イオンに情報を格納する。 量子論理は、イオンの内部および共有運動量子状態の光およびマイクロ波信号による操作によって実現される。 閉じ込められたイオンは量子化された計算、センシング、通信に非常に有望であるが、パフォーマンスを向上させるためのトラップを設計するには材料研究が必要である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6299766708197883
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Trapped-ion quantum information processors store information in atomic ions maintained in position in free space via electric fields. Quantum logic is enacted via manipulation of the ions' internal and shared motional quantum states using optical and microwave signals. While trapped ions show great promise for quantum-enhanced computation, sensing, and communication, materials research is needed to design traps that allow for improved performance by means of integration of system components, including optics and electronics for ion-qubit control, while minimizing the near-ubiquitous electric-field noise produced by trap-electrode surfaces. In this review, we consider the materials requirements for such integrated systems, with a focus on problems that hinder current progress toward practical quantum computation. We give suggestions for how materials scientists and trapped-ion technologists can work together to develop materials-based integration and noise-mitigation strategies to enable the next generation of trapped-ion quantum computers.
• Abstract（参考訳）: 閉じ込められたイオン量子情報プロセッサは電場を介して自由空間に保持された原子イオンに情報を格納する。 量子論理は、イオンの内部および共有運動量子状態の光およびマイクロ波信号による操作によって実現される。 閉じ込められたイオンは量子エンハンスド計算、センシング、通信に非常に有望であるが、トラップ電極表面によって発生するほぼユビキタスな電界ノイズを最小限に抑えつつ、光学やエレクトロニクスといったシステムコンポーネントの統合による性能向上を可能にするトラップの設計には材料研究が必要である。 本稿では,このような統合システムの材料要件について考察し,現実的な量子計算への現在の進歩を妨げる問題に焦点をあてる。 我々は、材料科学者と捕捉イオン技術者が協力して材料ベースの統合とノイズ緩和戦略を開発し、次世代の閉じ込めイオン量子コンピュータを実現する方法を提案する。

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