离子阱系统是量子信息处理的主要平台,但目前仅限于一维和二维阵列,这限制了它们的可扩展性和应用范围。本文,我们提出了一种克服这一限制的方法,通过证明 Penning 阱可用于实现非常干净的双层晶体,其中数百个离子自组织成两个明确定义的层。这些双层晶体是通过加入非谐波捕获势来实现的,这在现有技术下很容易实现。我们研究了该系统的正常模式,发现了与单平面晶体模式相比的显著差异。双层几何形状和正常模式的独特性质开辟了新的机会——特别是在量子传感和量子模拟方面——这在单平面晶体中并不简单。此外,我们说明了可以扩展这里提出的想法来实现具有两层以上的多层晶体。我们的工作通过有效利用所有三个空间维度来增加捕获离子系统的维数,并为利用多层三维捕获离子晶体进行新一代量子信息处理实验奠定了基础。
1 演讲摘要 10 对单个捕获 Be + 离子的精确测量 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Brewer, Samuel M. 使用捕获离子量子计算机模拟圆锥形相交 . . . . . . . . . . . . . 11 Brown, Kenneth 彭宁阱中的量子模拟和参数放大 . . . . . . . . . . . . . . . 12 Carter, Allison L. 通过 Ca + 中同位素位移光谱对新轻标量玻色子进行系统自由限制 . . 13 Doret, Charlie 捕获离子量子计算的进展:新型冷却技术和低温室设计 . ... . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Jayich, Andrew 高精度 115 In + / 172 Yb + 库仑晶体光钟,6 × 10 − 16 / √
我们提出了一种新的形式主义和有效的计算框架,以研究第一原理的绝缘体和半导体中的自我捕获的激子(Stes)。使用多体伯特盐方程与扰动理论结合使用,我们能够在扰动方案中获得模式和动量分辨的激子耦合矩阵元素,并明确求解电子(孔)的真实空间定位,以及晶状体变形。此外,这种方法使我们能够计算Ste势能表面并评估Ste形成能量并变化。我们使用二维磁性半导体铬铬和宽间隙绝缘子Beo证明了我们的方法,后者具有深色激子,并预测其stokes spriances and Cooherent phonon的产生,我们希望我们能引发未来的实验,例如未来的光发光和瞬时吸收研究。
RWE太阳能开发有限责任公司(RWE),根据鲁特县的分区法规(2011年Routt County Planning Department)和Routt County的统一开发法规2023-P-083(守则)(卢特县计划部2023),根据Routt County的分区规定(2011年Routt County Planning Department)提交了此申请。此SUP应用程序是用于开发捕手太阳能项目(项目),一个公用事业尺度的太阳能产生设施以及在科罗拉多州鲁特县的约3,030英亩的私人和国有土地上,大约3,030英亩的私人和国有土地,大约1.5英里,位于海顿镇(项目区域)(项目区域)(图1和2)。项目区域内约有1,658英亩的土地由科罗拉多州土地委员会拥有的土地组成,其余约1,373英亩由私有土地组成。
由于 RWE 目前尚不清楚项目成本,因此对于此分析,项目成本估算基于美国国家可再生能源实验室 (NREL) 报告《美国太阳能光伏系统和储能成本基准,最低可持续价格分析:2023 年第一季度》(Ramasamy 等人,2023 年)。该报告分别估算了安装、运营和维护公用事业规模太阳能光伏 (PV) 加电池存储系统每瓦 (W) 和每千瓦/年的成本。该报告对最低可持续价格 (MSP) 基准和模型市场价格 (MMP) 基准分别进行了估算。MSP 基准揭示了未来潜在的成本削减领域,而 MMP 基准反映了当前的市场成本。这使得不同的基准成为未来项目的合理估算范围。
量子比特相干时间是离子阱量子网络节点中的关键参数。然而,用于将量子比特编码为离子的状态之间的能量差波动可能是退相干的重要来源。为了增加任意单量子比特状态的相干时间,可以将状态编码为由两个物理量子比特的联合状态形成的无退相干子空间 (DFS),在我们的例子中,这两个物理量子比特是两个共同捕获的离子。因此,离子量子比特的相干性被动地受到保护,免受对两个物理量子比特产生同等影响的波动的影响。这篇硕士论文介绍了在我们的实验装置中实现无退相干量子存储器的实验结果。为了实现量子存储器,需要一个受控非门 (CNOT)。为了实现 CNOT 门,我们实验装置中的本机门被扩展以完成一组通用量子门。在这篇硕士论文之前,多离子串和纠缠门内的离子量子比特全局旋转已经可用。为了完成一组通用的量子门,将单离子聚焦相位旋转添加到本机门中。然后使用 CNOT 门从双量子比特 DFS 存储和检索单量子比特状态。在 DFS 中存储和检索量子比特的过程完全由量子过程层析成像表征,存储时间为 500 毫秒,过程保真度为 94(6)%。与我们之前在离子阱系统中实现的相比,使用 DFS 编码可以将量子比特的相干时间提高至少一个数量级。
已经检测到并检查了超导体中捕获通量的现象,并检查了半个多世纪。[1]在II型超导体中,它更为明显,无处不在,通过考虑Bean的临界状态模型[2,3]和涡旋的固定,给出了一般的物理图片。最近,对超导体中捕获通量的兴趣转移到了潜在的应用中(参见例如参考。 [4]),但是这种现象作为超导性的实验证明之一的重要性得到了很好的理解。 [5]确实将捕获的通量测量用作高压下H 3 s超导性的实验证实之一。 [6]显示[6],与传统的DC磁化测量相比,捕获的通量磁化数据几乎不受钻石的背景信号的影响参考。[4]),但是这种现象作为超导性的实验证明之一的重要性得到了很好的理解。[5]确实将捕获的通量测量用作高压下H 3 s超导性的实验证实之一。[6]显示[6],与传统的DC磁化测量相比,捕获的通量磁化数据几乎不受钻石的背景信号的影响
本论文介绍了基于交流塞曼势能的芯片捕获原子干涉仪的开发进展。原子干涉仪是一种高精度测量工具,可以检测各种类型的力和势能。本论文介绍的捕获原子干涉仪针对的是传统弹道原子干涉仪的缺点,传统弹道原子干涉仪通常高度为米级。值得注意的是,捕获原子干涉仪具有局部原子样本、可能更长的干涉相位积累时间,并有望成为更紧凑仪器的基础。本论文介绍了基于交流塞曼势能和陷阱的捕获原子干涉仪的多个开发项目:1)在芯片上生产超冷钾,2)芯片陷阱中的势能粗糙度理论,3)微波芯片陷阱设计,4)基于激光偶极子陷阱和交流塞曼力的铷原子捕获原子干涉仪。 (1) 钾具有玻色子和费米子同位素、多个“魔”磁场,而且易于射频和微波捕获,是原子干涉仪的良好候选材料。对激光冷却和捕获系统进行了升级,以提高芯片陷阱中钾原子的温度和数量。芯片冷却导致了显著的非弹性损失,从而阻止了钾玻色-爱因斯坦凝聚体的产生。(2)芯片导线缺陷的数值模拟预测交流塞曼捕获势应该比直流塞曼捕获势平滑得多:粗糙度的抑制是由于磁极化选择规则和交流趋肤效应。(3)此外,本论文对构成交流塞曼陷阱微波原子芯片构建块的直和弯微带传输线进行了一系列研究。 (4)最后,我们构建了一个基于铷原子的拉姆齐干涉仪,通过施加自旋相关的交流塞曼力,该干涉仪可以转换为原子干涉仪:利用干涉仪测量直流和交流塞曼能量偏移,并在交流塞曼力的作用下观察条纹。
I. 引言 量子计算 [1] 作为一种新范式,有望解决某些在传统计算机上难以计算的问题。离子阱量子计算机是在可预见的未来最有希望展现量子优势的候选者之一 [2]。然而,这种机器的扩展需要相应的工具支持才能充分发挥其潜力。特别是对于离子阱,有效地移动(即穿梭)离子是一个重要问题,因为不必要的移动不仅增加了所需时间,而且还增加了由于退相干而导致错误的可能性。这使得确定有效的移动时间表对于离子阱量子计算机中的有用计算至关重要。已经提出了解决该问题的第一个解决方案,例如在 [3]–[7] 中。然而,所考虑的架构相对简单,并未涵盖大部分可能的架构。在这项工作中,我们提出了一种基于循环的启发式方法的概念,用于为给定的量子电路生成有效的穿梭时间表。
