論文の概要: Feasibility Study of 3D-Printed Micro Junction Array for Ion Trap Quantum Processor

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.17275v1
• Date: Sun, 21 Sep 2025 23:17:32 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-23 18:58:16.193303
• Title: Feasibility Study of 3D-Printed Micro Junction Array for Ion Trap Quantum Processor
• Title（参考訳）: イオントラップ量子プロセッサ用3Dプリントマイクロ接合アレイの可能性
• Authors: Kento Taniguchi, Ke Sun, Shuqi Xu, Abhinav Parakh, Xiaoxing Xia, Michael Schecter, Curtis Volin, Eric Hudson, Hartmut Haeffner,
• Abstract要約: 3Dプリントマイクロジャンクションアレイを用いたイオントラッププラットフォームを提案する。 表面電極トラップ上に3次元構造したマイクロラジオ周波数(RF)電極を統合することにより、電界分布の柔軟な制御が可能となる。 輸送中に均一なイオン閉じ込めを保ちながら擬ポテンシャル障壁を著しく低減する接合形状を同定する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.7735268395218564
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We introduce an ion trap platform based on a 3D-printed micro-junction array, designed to implement quantum charge-coupled device (QCCD) architectures for large-scale quantum information processing (QIP). The integration of three-dimensionally structured micro Radio-Frequency (RF) electrodes above a surface-electrode trap enables flexible control of electric field profiles across both linear and junction regions. Through simulations, we demonstrate that the linear region exhibits deeper and more harmonic ion confinement with reduced RF drive power compared to conventional planar traps. Crucially, we identify a junction geometry that maintains uniform ion confinement during transport while substantially reducing the pseudopotential barrier. This reduction facilitates low-heating, high-fidelity transport of single- and multi-species ion crystals. Our results establish a viable route toward fault-tolerant quantum computing by enabling modular and scalable QCCD systems based on the state-of-the-art 3D-printing technologies.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,大規模量子情報処理(QIP)のための量子電荷結合デバイス(QCCD)アーキテクチャの実装を目的とした,3Dプリントマイクロジャンクションアレイに基づくイオントラッププラットフォームを提案する。 表面電極トラップ上に3次元構造されたマイクロラジオ周波数(RF)電極を統合することで、線形領域とジャンクション領域の両方にわたる電界分布の柔軟な制御が可能となる。 シミュレーションにより、線形領域は従来の平面トラップと比較してRF駆動電力を低減し、より深い高調波イオン閉じ込めを示すことを示した。 重要なことは、輸送中に均一なイオン閉じ込めを保ちながら擬ポテンシャル障壁を著しく低減する接合形状を同定する。 この還元により、単種のイオン結晶と多種のイオン結晶の低熱、高忠実輸送が促進される。 現状の3Dプリンティング技術に基づいて,モジュール型でスケーラブルなQCCDシステムを実現することにより,フォールトトレラントな量子コンピューティングへの道のりを確立した。

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