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在过去的几十年中，被困的离子已成为实现大规模量子信息处理的顶级竞争者之一。迄今为止，使用离子的实验达到了数十个离子量子位的水平，但是将离子添加到长链中的当前模型可能不会扩展到某些计算所需的数字。最近已经探索的替代架构是将离子排列在一个大数组中，以便可以将它们改组以在芯片周围传输量子信息。这种方法有望大大增加Qubits的数量，同时保持速度，忠诚度和连接性，但是随着这些阵列的规模的增加，控制系统的所需密度可能会与当前方法变得棘手。在本文中，我们探讨了经典控制技术与离子陷阱的集成，并研究了这是否可以提供所需的控制水平，以建立阵列体系结构作为通往更复杂的捕获离子量子计算机的更可行的路径。我们首先关注经典的低温电子将其整合到离子陷阱中，该陷阱用于控制离子的陷阱频率并表现出基本的运动。一个集成开关允许将离子与电压噪声的影响隔离。接下来，我们演示了刺激的布里鲁因散射（SBS）激光器以解决原子时钟协议中的离子的操作。在我们的实验中，SBS激光器的线宽与散装型稳定的激光具有相称的线宽，并且可能为在离子陷阱包装中产生高度连接光的路径。随后，我们探讨了光子波导和光栅耦合器的整合，这些耦合器可以在片上绕激光射线光，并将光聚焦到被困在芯片上方的离子上。考虑了流浪电场的效果，并且表征了综合光源的好处。在阵列架构中，能够在区域之间在区域之间运输离子而不引入过度的运动反应将很重要。我们提出了一种使用电路模拟的技术，以预延伸电压波形，以快速运输，并演示了旨在快速拆分和连接离子链的陷阱的基本操作。这里涵盖的研究有助于告知未来的离子陷阱架构决策，并为在这些不同技术之间进行进一步分析奠定了基础。
Jules Michael Stuart -DTIC
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