磁场梯度

制造具有集成载流导线的表面离子阱以实现高磁场梯度

摘要 量子计算机面临的一个主要挑战是可扩展的量子门同时执行。在囚禁离子量子计算机中解决这一问题的一种方法是基于静态磁场梯度和全局微波场实现量子门。在本文中，我们介绍了表面离子阱的制造方法，其中集成的铜载流导线嵌入在离子阱电极下方的基板内，能够产生高磁场梯度。在室温下测得的铜层薄层电阻为 1.12 m Ω /sq，足够低，可以实现复杂的设计，而不会在大电流下产生过多的功率耗散导致热失控。在 40 K 的温度下，薄层电阻降至 20.9 μ Ω /sq，残余电阻比的下限为 100。可以施加 13 A 的连续电流，导致在离子位置处模拟磁场梯度为 144 T m − 1，对于我们设计中的特定反平行线对，该位置距离陷阱表面 125 μ m。