論文の概要: The Effect of Trap Design on the Scalability of Trapped-Ion Quantum Technologies

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.00218v2
• Date: Tue, 13 May 2025 18:55:09 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-15 15:30:05.521116
• Title: The Effect of Trap Design on the Scalability of Trapped-Ion Quantum Technologies
• Title（参考訳）: トラップ型量子技術のスケーラビリティに及ぼすトラップ設計の影響
• Authors: Le Minh Anh Nguyen, Brant Bowers, Sara Mouradian,
• Abstract要約: 本研究では,表面トラップ上に接地面を配置した簡易なマルチウェーハ形状を提案する。 我々は,このトラップの性能を,線形ポールトラップの小型版である表面トラップとマルチウェーハトラップと比較した。 その結果,2つのマルチウェーハトラップ設計は,高調波化により表面トラップ設計よりも電力散逸が大幅に向上することが判明した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: To increase the power of a trapped ion quantum information processor, the qubit number, gate speed, and gate fidelity must all increase. All three of these parameters are influenced by the trapping field which in turn depends on the electrode geometry. Here we consider how the electrode geometry affects the radial trapping parameters: trap height, harmonicity, depth, and trap frequency. We introduce a simple multi-wafer geometry comprising a ground plane above a surface trap and compare the performance of this trap to a surface trap and a multi-wafer trap that is a miniaturized version of a linear Paul trap. We compare the voltage and frequency requirements needed to reach a desired radial trap frequency and find that the two multi-wafer trap designs provide significant improvements in expected power dissipation over the surface trap design in large part due to increased harmonicity. Finally, we consider the fabrication requirements and the path towards integration of the necessary optical control. This work provides a basis to optimize future trap designs with scalability in mind.
• Abstract（参考訳）: 捕捉されたイオン量子情報処理装置のパワーを増大させるためには、量子ビット数、ゲート速度、ゲート忠実度を全て増加させなければならない。 これら3つのパラメータは、電極形状に依存するトラップ場の影響を受けている。 ここでは, 電極形状がトラップ高さ, 調和度, 深さ, トラップ周波数といった放射トラップパラメータにどのように影響するかを検討する。 本研究では,表面トラップ上の平面からなる簡易なマルチウェーハ形状を導入し,このトラップの性能をリニアポールトラップの小型版である表面トラップとマルチウェーハトラップと比較する。 所望のラジアルトラップ周波数に到達するために必要な電圧と周波数条件を比較し,2つのマルチウェーハトラップ設計は,高調波の増大による表面トラップ設計に対する電力散逸を大幅に改善することを示した。 最後に、必要な光制御の統合に向けた製造要件と経路について考察する。 この作業は、スケーラビリティを念頭に置いて、将来のトラップ設計を最適化する基盤を提供する。

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