論文の概要: Scalable Multispecies Ion Transport in a Grid-Based Surface-Electrode Trap
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.00756v2
- Date: Mon, 18 Nov 2024 05:47:43 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-19 14:27:11.238871
- Title: Scalable Multispecies Ion Transport in a Grid-Based Surface-Electrode Trap
- Title（参考訳）: 格子型表面電極トラップにおけるスケーラブル多種イオン輸送
- Authors: Robert D. Delaney, Lucas R. Sletten, Matthew J. Cich, Brian Estey, Maya I. Fabrikant, David Hayes, Ian M. Hoffman, James Hostetter, Christopher Langer, Steven A. Moses, Abigail R. Perry, Timothy A. Peterson, Andrew Schaffer, Curtis Volin, Grahame Vittorini, William Cody Burton,
- Abstract要約: 格子型表面電極ポールトラップにおけるイオン結晶制御のためのスケーラブルな方法を提案する。
格子上の隣接部位間でのイオン交換の条件付き再秩序結晶と条件付き交換を示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License:
- Abstract: Quantum processors based on linear arrays of trapped ions have achieved exceptional performance, but scaling to large qubit numbers requires realizing two-dimensional ion arrays as envisioned in the quantum charge-coupled device (QCCD) architecture. Here we present a scalable method for the control of ion crystals in a grid-based surface-electrode Paul trap and characterize it in the context of transport operations that sort and reorder multispecies crystals. By combining cowiring of control electrodes at translationally symmetric locations in each grid site with the sitewise ability to exchange the voltages applied to two special electrodes gated by a binary input, site dependent operations can be achieved using only a fixed number of analog voltage signals and a single digital input per site. In two separate experimental systems containing nominally identical grid traps, one using $^{171}\mathrm{Yb}^{+}$-$^{138}\mathrm{Ba}^{+}$ crystals and the other $^{137}\mathrm{Ba}^{+}$-$^{88}\mathrm{Sr}^{+}$, we demonstrate this method by characterizing the conditional intrasite crystal reorder and the conditional exchange of ions between adjacent sites on the grid. Averaged across a multisite region of interest, we measure subquanta motional excitation in the axial in-phase and out-of-phase modes of the crystals following these operations at exchange rates of 2.5 kHz. In this initial demonstration, the logic controlling the voltage exchange occurs in software, but the applied signals mimic a proposed hardware implementation using crossover switches. These techniques can be further extended to implement other conditional operations in the QCCD architecture such as gates, initialization and measurement.
- Abstract（参考訳）: 捕捉されたイオンの線形配列に基づく量子プロセッサは例外的な性能を達成したが、量子電荷結合デバイス(QCCD)アーキテクチャで想定される2次元イオンアレイを実現する必要がある。
本稿では、格子型表面電極ポールトラップにおけるイオン結晶の制御をスケーラブルにし、多種結晶をソート・並べ替える輸送操作の文脈で特徴付ける方法を提案する。
各グリッドサイトの翻訳対称位置における制御電極の校正と、バイナリ入力でゲートされた2つの特殊電極に印加される電圧をサイトワイズで交換することにより、サイト依存動作は、固定数のアナログ電圧信号とサイト毎のデジタル入力のみを用いて実現できる。
固有に同一の格子トラップを含む2つの実験系において, 1つは, $^{171}\mathrm{Yb}^{+}$-$^{138}\mathrm{Ba}^{+}$クリスタルと,もう1つは$^{137}\mathrm{Ba}^{+}$-$^{88}\mathrm{Sr}^{+}$である。
興味のある多点領域を平均して,これらの操作に続く結晶の軸内相および外相モードにおけるサブクアンタ運動励起を2.5kHzで測定した。
この最初のデモでは、電圧交換を制御するロジックがソフトウェアで発生するが、適用された信号はクロスオーバースイッチを用いたハードウェア実装を模倣する。
これらの手法は、ゲート、初期化、測定などのQCCDアーキテクチャにおける他の条件演算を実装するためにさらに拡張することができる。
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