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量子计算机的构建模块已在小型到中型系统中得到演示。作为领先的平台之一，离子阱系统引起了广泛关注。该系统面临的一个重大挑战是将快速高保真门与离子阱制造的可扩展性和便利性结合起来。在这里，我们提出了一种用于大规模量子计算的架构，其中二维原子离子阵列被捕获在如此远的距离，这对于离子阱制造很方便，但通常认为不适合量子计算，因为传统的门太慢了。使用远离 Lamb-Dicke 区域的门操作，我们表明可以在任何大型离子阵列中实现快速而强大的纠缠门。门操作本质上是并行的并且对热噪声具有鲁棒性，再加上所提出的架构的高速和可扩展性，使这种方法成为大规模量子计算的一种有吸引力的方法。
arXiv:2004.11608v1 [quant-ph] 2020 年 4 月 24 日
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