俘获离子量子 CCD 计算机体系结构演示

搜索

全文直达

引用

打印

摘要：俘获离子量子电荷耦合器件 (QCCD) 提案为使用移动离子作为量子位的通用量子计算机制定了蓝图。类似于电荷耦合器件 (CCD) 相机，它将成像信息存储和处理为耦合像素中的可移动电荷，QCCD 计算机将量子信息存储在带电离子的内部状态中，这些离子使动态电在不同处理区域之间传输。QCCD 架构的承诺是通过将量子相互作用限制在多个小离子晶体上，然后将这些晶体的组成离子物理分裂并重新排列成新的晶体，在新晶体中发生进一步的相互作用，从而保持在小离子捕获实验中证明的低错误率。这种方法利用了相对于量子位的相干时间快的传输时间尺度、离子的量子位状态对用于传输的电场的不敏感性，以及空间分离的晶体提供的低串扰。然而，设计一台能够跨多个交互区域以低误差执行这些操作的机器会带来许多困难，这减缓了将这种架构扩展到更大量子比特数的进展。在这里，我们使用低温表面阱将 QCCD 架构的所有必要元素（可扩展的阱设计、平行相互作用区和快速离子传输）集成到可编程离子阱量子计算机中，该计算机具有与实现的低错误率一致的系统性能。在单个离子晶体中，我们应用这种方法，使用中路测量和可忽略的串扰误差来实现传送的 CNOT 门。这些结果表明 QCCD 架构为高性能量子计算机提供了一条可行的途径。

关键词：

俘获离子量子，计算机体系结构

Universe Scientific Publishing

ISSN：2661-3719

年,卷(期)：2022,4(4)