論文の概要: Fundamentals of Trapped Ions and Quantum Simulation of Chemical Dynamics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.20412v1
• Date: Mon, 26 May 2025 18:01:03 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-28 17:05:58.229107
• Title: Fundamentals of Trapped Ions and Quantum Simulation of Chemical Dynamics
• Title（参考訳）: トラップイオンの基礎と化学動力学の量子シミュレーション
• Authors: Guido Pagano, Wojciech Adamczyk, Visal So,
• Abstract要約: トラップされた原子イオンは、量子シミュレーションの最も先進的なプラットフォームの一つである。 本稿では、イオントラップ、量子ビット符号化、レーザーイオン相互作用の物理について概説する。 我々は化学力学のシミュレーションにおける新たなフロンティアを強調した。
• 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: Trapped atomic ions are among the most advanced platforms for quantum simulation, computation, and metrology, offering long coherence times and precise, individual control over both internal and motional degrees of freedom. In this review, we present a pedagogical introduction to trapped-ion systems, covering the physics of ion trapping, qubit encodings, and laser-ion interactions. We explain how spin-dependent forces generated by light fields enable both analog and digital quantum simulations of spin and spin-boson models, as well as high-fidelity quantum logic gates. We then highlight an emerging frontier in the simulation of chemical dynamics, summarizing recent experiments that demonstrate the capability of trapped ions to simulate vibronic models and excitation-transfer processes. Finally, we outline future directions in quantum simulation and discuss open challenges in scaling up trapped-ion architectures.
• Abstract（参考訳）: トラップされた原子イオンは、量子シミュレーション、計算、気象学の最も先進的なプラットフォームの一つであり、長いコヒーレンス時間と正確性を提供し、内部自由度と運動自由度の両方を個別に制御する。 本稿では, イオントラップ法, 量子ビット符号化法, レーザーイオン相互作用の物理を網羅した, トラップイオンシステムについて概説する。 光電場によって生じるスピン依存力は、スピンとスピン-ボソンモデルのアナログおよびデジタル量子シミュレーションと高忠実な量子論理ゲートの両方を可能にするかを説明する。 次に、化学力学のシミュレーションにおける新たなフロンティアを強調し、閉じ込められたイオンがビブロニックモデルや励起-移動過程をシミュレートする能力を示す最近の実験を要約する。 最後に,量子シミュレーションにおける今後の方向性を概説し,トラップイオンアーキテクチャのスケールアップにおけるオープンな課題について議論する。

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