論文の概要: Superconducting surface trap chips for microwave-driven trapped ions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.11443v1
• Date: Tue, 16 Jul 2024 07:21:33 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-17 16:12:18.427549
• Title: Superconducting surface trap chips for microwave-driven trapped ions
• Title（参考訳）: マイクロ波駆動型トラップイオン用超電導表面トラップチップ
• Authors: Yuta Tsuchimoto, Ippei Nakamura, Shotaro Shirai, Atsushi Noguchi,
• Abstract要約: マイクロ波駆動の捕捉されたイオンロジックゲートは、レーザーベースのロジック操作を超えて前進するための有望な道を提供する。 本稿では, マイクロ波共振器と大電流容量を一体化した超伝導表面トラップチップを提案する。 ゲートラビ周波数1kHzのサブミリワット外マイクロ波入力電力を実現できる電力効率の良い2ビットゲート方式を提案する。
• 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: Microwave-driven trapped ion logic gates offer a promising avenue for advancing beyond laser-based logic operations. In future microwave-based operations, however, the joule heat produced by large microwave currents flowing through narrow microwave electrodes would potentially hinder improvements in gate speed and fidelity. Moreover, scalability, particularly in cryogenic trapped ion systems, is impeded by the excessive joule heat. To address these challenges, we present a novel approach: superconducting surface trap chips that integrate high-$Q$ microwave resonators with large current capacities. Utilizing sub-ampere microwave currents in superconducting Nb resonators, we generate substantial magnetic field gradients with significantly reduced losses compared to conventional metal chips. By harnessing the high $Q$ factors of superconducting resonators, we propose a power-efficient two-qubit gate scheme capable of achieving a sub-milliwatt external microwave input power at a gate Rabi frequency of 1 kHz.
• Abstract（参考訳）: マイクロ波駆動の捕捉されたイオンロジックゲートは、レーザーベースのロジック操作を超えて前進するための有望な道を提供する。 しかし、将来のマイクロ波ベースの運用では、狭いマイクロ波電極を流れる大きなマイクロ波電流によって発生するジュール熱は、ゲート速度と忠実性の改善を妨げる可能性がある。 さらに、特に低温に閉じ込められたイオン系におけるスケーラビリティは、過剰なジュール熱によって妨げられる。 これらの課題に対処するために,マイクロ波共振器と大電流容量を一体化した超伝導表面トラップチップを提案する。 超伝導Nb共振器におけるサブアンペアマイクロ波電流を用いることで、従来の金属チップに比べて著しく損失が減少し、かなりの磁場勾配が生じる。 超伝導共振器の高Q$係数を利用して,1kHzのゲートラビ周波数でサブミリワットのマイクロ波入力電力を実現できる電力効率の良い2ビットゲート方式を提案する。

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