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具有捕获极性分子离子的偶极声子量子逻辑
囚禁原子离子系统已证明，其状态准备和测量 (SPAM) 不准确性 [1] 以及单量子比特和双量子比特门错误率 [2–4] 是所有量子比特中最低的。基于囚禁离子的完全可编程、少量子比特量子计算机已经建成 [5, 6]。然而，到目前为止，这些系统尚未扩展到大量量子比特，原因包括异常加热 [7–10]、声子模式拥挤 [11]、光子散射 [12, 13]，以及传统光学元件的扩展挑战 [14, 15]。最近，有研究表明，通过直接电磁偶极-偶极相互作用耦合的分子离子量子比特可用于量子信息处理 [16]。虽然使用该方法的分子量子比特系统的可扩展性预计不会受到异常加热或声子模式拥挤的限制，但目前分子离子量子比特并不像原子离子量子比特那样容易控制。特别是，分子离子的 SPAM 由于其通常缺乏光学循环跃迁而变得困难，这使得激光照射分子成为问题 [17]。一种方法是通过共捕获的原子离子进行量子逻辑光谱 (QLS) [18–20]，这种方法最近也被用于纠缠原子和分子离子 [21]。然而，由于 QLS 需要在运动基态附近冷却，因此技术要求很高，而且激光操控分子离子会导致自发辐射到暗态。这里，我们描述了如何利用离子阱中的偶极-声子耦合将极性分子离子的偶极矩与多离子库仑晶体的声子模式纠缠在一起。这种现象可以用两种方式直观地理解：作为非静止离子所经历的时间相关电场驱动分子电偶极跃迁，或作为时间相关偶极矩驱动离子运动。对于多个离子，振荡发生在库仑晶体的集体模式中，甚至可以使相距很远的偶极子通过共享声子模式发生强烈相互作用。此外，偶极-声子相互作用可以是
囚禁离子稳健纠缠的量子控制方法
摘要 实现实用量子计算的一个主要障碍是实现可扩展且稳健的高保真纠缠门。为此，量子控制已成为一种必不可少的工具，因为它可以使纠缠相互作用对噪声源具有弹性。然而，考虑到与稳健纠缠相关的工作范围，可能很难为特定需求确定合适的量子控制技术。为此，我们尝试通过提供非详尽的摘要和批判性分析来整合文献。量子控制方法分为两类：将稳健性扩展到 (i) 自旋或 (ii) 运动退相干的方案。我们选择重点研究使用微波和静磁场梯度扩展 σ x ⊗ σ x Mølmer–Sørensen 相互作用。然而，这里讨论的一些技术可能与其他捕获离子架构或物理量子比特实现相关。最后，我们通过结合本文提出的几种量子控制方法，通过实验实现了同时具有对自旋和运动退相干的鲁棒性的概念验证相互作用。
使用自旋量子阱实现稳健的双量子比特门
纠缠门是量子计算机的重要组成部分。然而，以可扩展的方式生成高保真门仍然是所有量子信息处理平台的主要挑战。因此，提高这些门的保真度和稳健性一直是近年来的研究重点。在捕获离子量子计算机中，纠缠门是通过驱动离子链的正常运动模式来执行的，从而产生自旋相关力。尽管在提高这些门的稳健性和模块化方面取得了重大进展，但它们仍然对驱动场强度的噪声很敏感。在这里，我们用自旋相关压缩补充了传统的自旋相关位移，这创造了一种新的相互作用，使门能够对驱动场幅度的偏差具有鲁棒性。我们求解一般的汉密尔顿量并分析设计其频谱。我们还赋予我们的门其他更传统的稳健性属性，使其能够抵御许多实际的噪声源和不准确性。
针对舞台体验阶段挂钩舞台被困...
现在，您会感到依赖团体，与人或剥削的群体的关系可能开始变得不愉快，因为他们揭示了他们的真实意图或性格。在此阶段，您可能会遇到：•威胁行为和身体暴力•人们对您的内gui，羞耻和恐惧进行比赛•试图将您与家人，朋友和社会隔离开来•人们强迫您虐待他人，攻击甚至射击人们•参与A级药物（烹饪或跑步）
囚禁离子量子计算机上的最近质心分类
近年来，量子机器学习在理论和实践方面取得了长足的发展，已成为量子计算机在现实世界中应用的有希望的领域。为了实现这一目标，我们结合了最先进的算法和量子硬件，为量子机器学习应用提供了实验演示，并可证明其性能和效率。具体来说，我们设计了一个量子最近质心分类器，使用将经典数据高效加载到量子态并执行距离估计的技术，并在 11 量子比特离子阱量子机上进行了实验演示，其准确度与经典最近质心分类器的准确度相当，可用于 MNIST 手写数字数据集，并可实现 8 维合成数据的准确度高达 100%。
利用长链捕获离子扩展量子计算机
4 集成离子阱系统 90 4.1 真空室子系统. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 4.5 成像子系统 . . . . . . . . . . . . . . 108 4.6 控制子系统 . . . . . . . . . . . . . . 111 4.6.1 主控制子系统 . . . . . . . . . . . . . . 112 4.6.2 相干射频控制子系统 . . . . . . . . . . . . . . 113
捕获离子的强耦合量子逻辑 - Jake Lishman
纠缠量子门是量子信息处理的核心元素。经过几十年的实验，这种门已经在几种物理系统中成功实现，包括囚禁离子[1-3]、超导电路[4]、量子点[5]和NV中心[6]。经过一段时间的原理验证实验，该领域现在需要具有极高保真度的快速量子门，以便下一步实现性能超越传统设备的硬件。最先进的平台包括囚禁离子[7,8]。由于离子因库仑排斥而在空间上分离，因此定义量子比特的电子自由度之间没有明显的直接相互作用，需要设计通过集体运动模式介导的有效相互作用才能实现纠缠门。该机制涉及运动状态的改变[9]，这对于门的实现绝对必要。但同样重要的是，电子模式和运动模式在门时间变得不相关，否则将导致不相干的门操作。有各种各样用电磁场驱动离子的方案 [ 10 – 13 ]，这些方案在低温下在弱离子运动相互作用的 Lamb-Dicke 区域中实现这一点，运动模式也是如此。对于目前在 Lamb-Dicke 区域中采用的大多数纠缠门，相对简单的驱动方案会导致门操作很大程度上独立于初始运动状态。尽管如此，局限于 Lamb-Dicke 区域也带来了一些挑战。保持离子运动接近量子力学基态的必要性对冷却提出了严格的要求；在冷却循环之间只能执行有限数量的门，这减少了在相干时间内可以执行的门数量。由于相互作用较弱，实现快速门需要强激光驱动，从而产生诸如交流斯塔克位移和非共振激发等不利影响，从而降低门保真度 [14]。即使在完全冷却的运动和弱相互作用下，
利用捕获离子实现量子非参数学习的协议
非参数学习能够通过从一组新输入数据与所有样本之间的相似性中提取信息来做出可靠的预测。这里我们指出了一种非参数学习的量子范式，它提供了样本大小的指数级加速。通过将数据编码到量子特征空间中，数据之间的相似性被定义为量子态的内积。引入量子训练态来叠加样本的所有数据，在其二分纠缠谱中编码用于学习的相关信息。我们证明了使用量子矩阵工具箱可以通过纠缠谱变换获得用于预测的训练状态。我们进一步制定了一个可行的协议来实现捕获离子的量子非参数学习，并展示了量子叠加对机器学习的强大作用。
利用压缩声子进行囚禁离子量子信息处理
囚禁离子为量子计算和模拟提供了一个完美的平台，但提高它们的相干性仍然是一个关键挑战。本文，我们提出并分析了一种通过参数放大离子运动来增强囚禁离子系统中相干相互作用的新策略——通过挤压集体运动模式（声子），它们介导的自旋-自旋相互作用可以得到显著增强。我们通过展示它如何增强对量子计量有用的集体自旋态，以及如何提高多离子系统中双量子比特门的速度和保真度来说明这种方法的强大功能，这是可扩展囚禁离子量子计算的重要组成部分。我们的结果也与许多其他由玻色子介导自旋相互作用的物理平台直接相关。