論文の概要: Numerical Investigations of Electron Dynamics in a Linear Paul Trap
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.12379v1
- Date: Sun, 16 Mar 2025 06:58:42 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-18 14:56:57.882135
- Title: Numerical Investigations of Electron Dynamics in a Linear Paul Trap
- Title（参考訳）: リニアポールトラップにおける電子ダイナミクスの数値解析
- Authors: Andris Huang, Edith Hausten, Qian Yu, Kento Taniguchi, Neha Yadav, Isabel Sacksteder, Atsushi Noguchi, Ralf Schneider, Hartmut Haeffner,
- Abstract要約: 我々は、電子はポールトラップに閉じ込められ、スピン状態は量子ビットであると考えている。
このアプローチでは、2つの電子が同じポテンシャル井戸に閉じ込められている場合、ウィグナー結晶を形成する必要がある。
結晶化しきい値に達するために必要な冷却法を数値的に検証した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 8.532265107618779
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Trapped electrons have emerged as an interesting platform for quantum information processing due to their light mass, two-level spin states, and potential for fully electronic manipulation. Previous experiments have demonstrated electron trapping in Penning traps, Paul traps, on solid neon, and superfluid films. In this work, we consider electrons confined in Paul traps, with their spin states as the qubits. For this approach, if the two electrons are trapped in the same potential well, they must form Wigner crystals and remain stable under a static magnetic field to enable two-qubit gates, achievable only within certain trapping parameters. To identify feasible operating conditions, we performed numerical simulations of electron dynamics in linear Paul traps, finding the threshold temperatures required to form two-electron Wigner crystals and studying how the thresholds scale with trap frequencies. In addition, we numerically verified the cooling methods required to reach the crystallization thresholds. Lastly, we examined the stability of electrons under various magnetic field strengths and identified stable regions of trap operation.
- Abstract（参考訳）: トラップされた電子は、その光量、二レベルスピン状態、そして完全な電子操作の可能性により、量子情報処理の興味深いプラットフォームとして登場した。
以前の実験では、ペニングトラップ、ポールトラップ、固体ネオン、超流動フィルムにおいて電子トラップが実証された。
この研究では、電子はポールトラップに閉じ込められ、スピン状態は量子ビットとみなす。
このアプローチでは、2つの電子が同じポテンシャル井戸に閉じ込められている場合、ウィグナー結晶を形成し、静磁場下で安定に保たなければならない。
実用可能な操作条件を特定するため,線形ポールトラップにおける電子力学の数値シミュレーションを行い,2電子ウィグナー結晶形成に必要なしきい値温度を発見し,トラップ周波数によるしきい値のスケールについて検討した。
さらに,結晶化しきい値に達するために必要な冷却法を数値的に検証した。
最後に、様々な磁場強度下での電子の安定性について検討し、トラップ動作の安定領域を同定した。
関連論文リスト
- Image-charge detection of electrons on helium in an on-chip trapping device [0.0]
オンチップマイクロチャネルデバイスにおける超流動ヘリウム上のRydberg遷移の検出について報告する。
この感度は、単一の電子のリドベルク転移を検出する可能性を示し、非破壊的なスピン状態の読み出しのための新しい経路を開くことができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2025-01-06T05:49:56Z) - Quantum State Transfer in a Magnetic Atoms Chain Using a Scanning Tunneling Microscope [44.99833362998488]
量子スピンチェーンの電気的制御は、量子情報処理に関連する技術での可能性から、ここ数年で際立った目標となった。
走査トンネル顕微鏡(STM)による電場を利用したS=1/2$チタン原子鎖における制御量子状態伝達の実現可能性を示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-08-13T14:45:46Z) - Unveiling the Quantum Toroidal Dipole in Nanosystems: Quantization,
Interaction Energy, and Measurement [44.99833362998488]
本研究では, 系の回転軸に沿ったフィリフォーム電流の存在下で, トロイダル面に閉じ込められた量子粒子について検討する。
解析の結果, 粒子と電流の相互作用は粒子の定常状態において非ゼロトロイダル双極子を誘導することがわかった。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-01-26T13:31:32Z) - Single-electron qubits based on quantum ring states on solid neon surface [4.3049739550615875]
固体ネオン表面(eNe)に閉じ込められた単一電子は、電荷量子ビットのための有望なプラットフォームとして最近出現している。
表面のバンプが自然に電子に結合し、ユニークな量子リング状態を形成することを示す。
また、電子の励起エネルギーを極小磁場で調整し、量子ビット演算を容易にすることも示している。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-11-04T20:36:34Z) - Investigations of 2D ion crystals in a hybrid optical cavity trap for
quantum information processing [0.5461938536945723]
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。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-18T01:25:25Z) - Thermal masses and trapped-ion quantum spin models: a self-consistent approach to Yukawa-type interactions in the $λ\!φ^4$ model [44.99833362998488]
閉じ込められたイオン系における磁気の量子シミュレーションは、スピン間の相互相互作用を仲介するために結晶振動を利用する。
これらの相互作用は、フォノンが粗粒のクライン=ゴードン場によって記述される長波長相対論的理論によって説明できる。
レーザ冷却により制御できる熱効果は、相互作用するQFTにおける熱質量の出現を通じて、この流れを明らかにすることができることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-05-10T12:59:07Z) - Feasibility study on ground-state cooling and single-phonon readout of
trapped electrons using hybrid quantum systems [0.0]
捕獲された電子の運動状態を制御することは重要な問題である。
固定された電子の運動状態の基底状態の冷却と単一フォノンの読み出しが可能であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-04-17T08:47:44Z) - An electrically-driven single-atom `flip-flop' qubit [43.55994393060723]
量子情報は、リン供与体の電子核状態に符号化される。
その結果、固体量子プロセッサの構築への道を開いた。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-02-09T13:05:12Z) - Coherent spin-valley oscillations in silicon [0.0]
我々は、Siのスピン-バレー結合がSiの電子スピンのコヒーレント制御を可能にすることを示した。
交流磁場や電場を伴わないSi/SiGe二重量子ドットにおける有効単電子スピン状態と2電子スピン状態のコヒーレントなコヒーレントな操作を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-11-29T18:57:24Z) - Trapping electrons in a room-temperature microwave Paul trap [7.6483834331380205]
コールド電子は、リドベルク状態を介して原子カルシウムのイオン化によってトラップに導入される。
これらの電子のごく一部は長く閉じ込められ、測定時間に最大1秒間は測定可能な損失を示さない。
同様の電子トラップを低温環境で操作することは、電子スピン量子ビットを閉じ込めた全電気量子コンピューティングのプラットフォームを提供するかもしれない。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-05-14T01:24:47Z) - Quantum coherent spin-electric control in a molecular nanomagnet at
clock transitions [57.50861918173065]
ナノスケールでのスピンの電気的制御は、スピントロニクスのアーキテクチャ上の利点を提供する。
分子スピン材料における電場(E-場)感度の最近の実証が注目されている。
これまでに報告された電子場感度はかなり弱く、より強いスピン電結合を持つ分子をどうやって設計するかという問題を引き起こした。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-05-03T09:27:31Z) - Entanglement generation via power-of-SWAP operations between dynamic
electron-spin qubits [62.997667081978825]
表面音響波(SAW)は、圧電材料内で動く量子ドットを生成することができる。
動的量子ドット上の電子スピン量子ビットがどのように絡み合うかを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-01-15T19:00:01Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。