捕获离子量子比特的低交叉通话光学定位使用一种新的集成光子芯片
Ana S Sotirova1, Bangshan Sun2, Jamie D Leppard3
1University of Oxford, Department of Physics, Oxford, OX1 3PU, UK. ana.sotirova@physics.ox.ac.uk.
Light, science & applications
|August 20, 2024
概括
我们开发了一个可扩展的光子芯片,用于精确控制针对被困离子的单个激光束. 这项技术使得低交叉对话地址对于量子计算和原子物理应用至关重要.
科学领域:
- 量子信息科学 量子信息科学
- 原子,分子和光学物理学
- 综合光子学 综合光子学
背景情况:
- 在量子计算和仿真中,对链中的单个原子离子进行精确的控制是必不可少的.
- 目前用于光学定位的方法在可扩展性,交叉通话和单个光束控制方面面临挑战.
研究的目的:
- 介绍一种基于光子芯片的可扩展方法,用于捕获的原子离子的个别光学定位.
- 为了证明精确的相位,频率和振幅控制多个光束.
- 为了在距离较近的光学通道之间实现低交叉通话.
主要方法:
- 设计和制造一个高折射率对比度集成光子芯片.
- 将芯片连接到光纤组件以传输光束.
- 光子芯片与被困离子装置的整合.
- 使用单个被困离子作为传感器来描述光束性能.
主要成果:
- 展示了一种可扩展的方法,用于生成许多小的,距离紧密的光束.
- 实现了非常低强度的交叉通话 (<~10−3),最小值低至~10−5.
- 在芯片设计中展示了对任意通道数和间距的灵活性.
结论:
- 开发的集成光子芯片为被困离子系统中个别光学定位提供了可扩展的解决方案.
- 这项技术促进了具有精确控制的并行操作,推进了量子技术.
- 低交叉通话和高灵活性为复杂的离子陷架构铺平了道路.
