論文の概要: Fast Ground State to Ground State Separation of Small Ion Crystals

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.17750v3
• Date: Tue, 16 Jul 2024 05:00:41 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-17 20:29:52.450120
• Title: Fast Ground State to Ground State Separation of Small Ion Crystals
• Title（参考訳）: 小結晶の接地状態と接地状態の分離
• Authors: Tyler H. Guglielmo, Dietrich Leibfried, Stephen B. Libby, Daniel H. Slichter,
• Abstract要約: 捕捉されたイオンの線形結晶を異なるサブセットに迅速に分離することは、捕捉されたイオン量子コンピューティングアーキテクチャを実現するために重要である。 我々は,同種結晶と混合種結晶のより小さな部分集合への分離を記述するのに使用できる一般的な理論的枠組みを紹介する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Rapid separation of linear crystals of trapped ions into different subsets is critical for realizing trapped ion quantum computing architectures where ions are rearranged in trap arrays to achieve all-to-all connectivity between qubits. We introduce a general theoretical framework that can be used to describe the separation of same-species and mixed-species crystals into smaller subsets. The framework relies on an efficient description of the evolution of Gaussian motional states under quadratic Hamiltonians that only requires a special solution of the classical equations of motion of the ions to describe their quantum evolution under the influence of a time-dependent applied potential and the ions' mutual Coulomb repulsion. We provide time-dependent applied potentials suitable for separation of a mixed species three-ion crystal on timescales similar to that of free expansion driven by Coulomb repulsion, with all modes along the crystal axis starting and ending close to their ground states. Three separately-confined mixed species ions can be combined into a crystal held in a single well without energy gain by time-reversal of this separation process.
• Abstract（参考訳）: 捕捉されたイオンの線形結晶を異なるサブセットに素早く分離することは、捕捉されたイオン量子コンピューティングアーキテクチャを実現する上で重要である。 我々は,同種結晶と混合種結晶のより小さな部分集合への分離を記述するのに使用できる一般的な理論的枠組みを紹介する。 この枠組みは二次ハミルトニアンの下でのガウス運動状態の進化の効率的な記述に依存しており、時間依存の応用ポテンシャルとイオンの相互クーロン反発の影響の下で量子進化を記述するために、イオンの古典的な運動方程式の特別な解のみを必要とする。 本研究では, 混合種3イオン結晶の分離に適した時間依存性応用電位について, クーロン反発による自由膨張と同様の時間スケールで示し, 結晶軸に沿った全てのモードが基底状態に近づき, 終了することを示す。 3つの分離された混合種イオンは、この分離過程の時間反転によってエネルギーのゲインなしで1つの井戸に保持される結晶に結合することができる。

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