論文の概要: Investigations of 2D ion crystals in a hybrid optical cavity trap for quantum information processing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.09231v1
• Date: Fri, 18 Aug 2023 01:25:25 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-08-21 15:07:01.811249
• Title: Investigations of 2D ion crystals in a hybrid optical cavity trap for quantum information processing
• Title（参考訳）: 量子情報処理用ハイブリッド光キャビティトラップにおける2次元イオン結晶の研究
• Authors: Zewen Sun, Yi Hong Teoh, Fereshteh Rajabi, Rajibul Islam
• Abstract要約: 静的電極電圧と光キャビティ場を用いた2次元イオン結晶のハイブリッドトラップ構造を数値解析した。 これらの2次元イオン結晶は、フラストレーションされたスピン系の量子シミュレーションのための優れたプラットフォームを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.5461938536945723
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: We numerically investigate a hybrid trapping architecture for 2D ion crystals using static electrode voltages and optical cavity fields for in-plane and out-of-plane confinements, respectively. By studying the stability of 2D crystals against 2D-3D structural phase transitions, we identify the necessary trapping parameters for ytterbium ions. Multiple equilibrium configurations for 2D crystals are possible, and we analyze their stability by estimating potential barriers between them. We find that scattering to anti-trapping states limits the trapping lifetime, which is consistent with recent experiments employing other optical trapping architectures. These 2D ion crystals offer an excellent platform for quantum simulation of frustrated spin systems, benefiting from their 2D triangular lattice structure and phonon-mediated spin-spin interactions. Quantum information processing with tens of ions is feasible in this scheme with current technologies.
• Abstract（参考訳）: 静止電極電圧と光学キャビティ場を用いた2次元イオン結晶のハイブリッドトラップアーキテクチャを, 平面内および平面外におけるそれぞれ検討した。 2次元結晶の2D-3次元構造相転移に対する安定性を調べることにより、イッテルビウムイオンのトラップパラメータを同定する。 2次元結晶の多重平衡配置が可能であり、それらの間におけるポテンシャル障壁を推定して安定性を解析する。 反トラッピング状態への散乱はトラッピング寿命を制限し、これは他の光トラッピングアーキテクチャを用いた最近の実験と一致している。 これらの2dイオン結晶は、その2d三角格子構造とフォノンによるスピンスピン相互作用の恩恵を受け、フラストレーションスピン系の量子シミュレーションに優れたプラットフォームを提供する。 数十個のイオンによる量子情報処理は、現在の技術で実現可能である。

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