捕获离子量子信息处理的常用方法是利用电子态存储信息,而离子链共享的运动模式可实现纠缠操作[1]。然而,运动模式可以发挥更积极的作用。例如,运动自由度可用于存储量子信息[2],从而允许使用捕获离子进行连续变量的量子信息处理。运动模式也是量子逻辑谱学中非常重要的工具[3],这使得精确的原子钟成为可能[4]。此外,在计量学中,非经典离子运动状态可以发挥优势[5 – 7]。从更基本的方面来看,捕获离子运动在量子热力学研究中充当工作介质[8 – 10]。研究陷阱势变化时声子对产生的动力学可以模拟粒子的产生,从而建立量子信息处理和宇宙学之间的联系[11]。最后,局部声子的测量及其跟踪使得运动自由度的量子模拟成为可能[12,13]。捕获离子的运动可以用各种方法测量[8,12,14 – 19],包括通过交叉克尔非线性[18,20,21]和复合脉冲序列[12]。还有使用快速绝热通道(RAP)[22,23]和受激拉曼绝热通道(STIRAP)[24]序列或多色振幅调制的方案
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