物理系统,离子作为量子比特载体在子系统之间传递量子信息,因此离子穿梭是在多个离子限制区域内或多个子系统之间实现量子比特扩展方案的必要控制手段,由此可见离子穿梭的重要性。因此,我们制定了一种计算离子穿梭过程中分段直流电极时变电压的方法。在方法的设计中,我们不从纯理论的角度研究离子穿梭,还考虑到电子学的实际约束,使实验方法更加简洁明了。实验结果表明,该方法可以使离子按照预期的路线穿梭,说明了该方法是可行的,产生的直流电极电压是可靠的。
图 6. 带有集成光学腔的离子阱:(a)因斯布鲁克大学的集成光学腔阱 [ 93 ]。从离子发射的 854nm 光子的 50% 可被腔收集,并转换为 1550nm 的通信波长。(b)萨塞克斯大学的集成光学腔阱。该阱展示了离子和腔模式之间的第一个强耦合。(c)奥胡斯大学的离子阱。腔镜 (CM) 沿轴向,径向泵浦光束用于将离子泵回多普勒冷却循环。这些离子可在 CCD 上成像。压电换能器 (PZT) 用于主动锁定光学腔与 RP 激光器共振。(d)当径向 RP 激光器开启时,大约 100 个离子的整个晶体都是明亮的。 (d)当径向RP关闭时,只有腔内的离子是亮态,腔外的离子处于暗态[144]。
本文的目的是对离子阱量子计算机的操作进行一般性描述,从一维陷阱中离子的限制到逻辑门的实现。我们从通过谐波势限制离子的保罗离子阱的描述开始,然后描述了如何通过与外部激光产生的电磁场相互作用来改变离子的内部状态。我们详细研究了主要类型的单量子比特门和两种类型的多量子比特 CNOT 门,即 Cirac-Zoller 门和 Mølmer-Sørensen 门。再次,这种门的实现已经在囚禁离子计算机的具体情况下进行了描述。在最后一部分,我们介绍了 IonQ 公司在线提供的真实离子阱处理器上的量子算法的实现。具体来说,准备并测量了两种类型的量子态:贝尔态和更一般的 GHZ 态。
通过调整它们的不对称性[12–14]、成分[6,15]和宽度[16],已经产生了在红外波长下实用的可调结构。[12,14] Gurnick 和 De Temple [17] 首次通过在 Al x Ga 1 − x As 层中生长不对称 Al 成分梯度来破坏中心对称性,在多层结构中观察到了设计的二阶光学非线性。后续实验在 III-V 半导体 QW 中设计了光学非线性,例如可调谐发射器 [2,15,18] 和光开关设备。[6] 然而,它们的二阶非线性磁化率 MQW (2) χ 的实验值尚未见报道。最近人们对在复杂 QW 系统中设计大型光学二阶非线性的兴趣 [19–21] 促使及时系统地研究量化 χ (2)。工程设计中的挑战之一
目录 I. 简介..................................................................................................................................................................................................................................1 A. 概述..................................................................................................................................................................................................................................2 B. 标准符号..................................................................................................................................................................................................................................2 II. 关于镱的初步研究..................................................................................................................2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 1. 激光寻址和外部设备。。。。5 B. 保罗阱离子运动。 ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ...
本文的主要贡献是对不同的提取方法进行了比较研究,并在很大的温度范围内进行了测试(从极低的温度 100 K 到室温 300 K)。更准确地说,已经开发了四种技术来解决这个问题,例如 Cheung [ 1 ]、PSO、ABC 和 DE。关于所使用的启发式技术,PSO 算法最初模仿生物的社会行为和运动,例如一群鸟或一群鱼。同时,ABC 算法模拟了自然界中蜜蜂的觅食行为。而最后一种算法,即 DE,是一种基于种群的算法,旨在解决实际的优化问题。该算法需要四个主要步骤,例如初始化、突变、重组和选择。有关这些算法的更多详细信息,请参阅参考文献 [ 5、11、12 ]。
增加受控原子和量子比特的数量的必要先决条件是允许应用相应数量信号的微结构,例如B. 通过整合微波线。这是通过叠加的结构实现的,类似于多层电路板。PTB 结构由一组厚金属导体层组成,这些层彼此通过电介质隔开,并通过通孔选择性地相互连接。金属层的数量原则上是不受限制的,因为每一层都具有高度精确的整体平面化。该工艺仅使用与环境超高真空以及低温操作对原子和离子捕获的严格要求相兼容的材料;此外,该结构的高频特性非常优异。
增加受控原子和量子比特的数量的一个基本前提是允许应用相应量信号的微结构,例如B.通过整合微波线路。这是通过叠加结构实现的,类似于多层电路板。 PTB 结构由一组厚金属导体层组成,这些层彼此通过电介质隔开,并通过通孔选择性地相互连接。原则上,金属层的数量是不受限制的,因为每一层都具有高度精确的整体平面化。该工艺仅使用符合环境超高真空对原子和离子捕获的严格要求以及低温操作的材料;此外,该结构的高频特性非常优异。