論文の概要: Demonstration of transport in an ion trap design for two-dimensional lattices

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.16543v1
• Date: Fri, 15 May 2026 18:38:11 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-19 17:57:46.617088
• Title: Demonstration of transport in an ion trap design for two-dimensional lattices
• Title（参考訳）: 二次元格子のイオントラップ設計における輸送の実証
• Authors: Michael Pfeifer, Marco Valentini, Matthias Dietl, Fabian Anmasser, Simon Schey, Jakob Wahl, Philip C. Holz, Clemens Rössler, Yves Colombe, Philipp Schindler,
• Abstract要約: イオントラップチップは、最も先進的な量子コンピュータの中核にある。 本稿では,dc電圧のみを用いてイオン間の放射間距離を調整できるイオントラップチップを提案する。 このタイプのイオントラップチップの試作は、溶融シリカ基板上にマイクロファブリケートされた。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.27817386906830993
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Microfabricated ion trap chips are at the core of some of the most advanced quantum computers. How a large number of ions is arranged and controlled on an ion trap chip depends on the chosen trap architecture. One such architecture is the quantum spring array (QSA). In the QSA architecture, ion chains are arranged in a two-dimensional lattice and interact with ion chains in neighboring sites in the radial and axial directions of the respective chain. This interaction, or coupling, is mediated by the Coulomb force while keeping ions in separate trapping sites, and scales inversely with the third power of the separation. The capability to control the distance between ions in the lattice is thus essential. In previous works, the radial separation between ions was tuned by controlling the rf pseudo-potential, which revealed to be experimentally challenging to realize while maintaining low heating rates. In this work, we present an ion trap chip design that allows tuning of the radial distance between ions using only dc voltages. The radial transport is executed between different interaction zones, designated for quantum operations, through specifically designed transition zones. A prototype of this type of ion trap chip was microfabricated on fused silica substrate. Its functionality is characterized by demonstrating dc-controlled radial transport of a single ion through a transition zone and measuring stray fields and ion heating rates in the center of the trap. Moreover, the fabrication of a multi-metal layer version of such a trap is presented as a scaling path for the presented chip design.
• Abstract（参考訳）: マイクロファブリックイオントラップチップは、最も先進的な量子コンピュータのコアである。 イオントラップチップ上で、多くのイオンが配置され、制御されるかは、選択されたトラップアーキテクチャに依存する。 そのようなアーキテクチャの一つが量子バネアレイ(QSA)である。 QSAアーキテクチャでは、イオン鎖は2次元格子状に配置され、各鎖の半径方向と軸方向の隣り合う場所でイオン鎖と相互作用する。 この相互作用はクーロン力によって媒介され、イオンを別個のトラップ部位に保持し、分離の第3の力と逆スケールする。 したがって、格子内のイオン間の距離を制御する能力は不可欠である。 従来の研究では、rf擬電位を制御してイオン間の放射状分離を調整し、低い加熱速度を維持しながら実現することが実験的に困難であることが判明した。 本研究では,dc電圧のみを用いてイオン間の放射間距離を調整できるイオントラップチップの設計を提案する。 放射輸送は、特別に設計された遷移ゾーンを通して、量子演算のために指定された異なる相互作用ゾーン間で実行される。 このタイプのイオントラップチップの試作は、溶融シリカ基板上にマイクロファブリケートされた。 その機能は、遷移帯を通る単一イオンのdc制御された放射状輸送を示し、トラップの中心の成層場とイオン加熱速度を測定することで特徴付けられる。 さらに、そのようなトラップのマルチメタル層バージョンの作成を、提示されたチップ設計のスケーリングパスとして提示する。

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