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量子多级态信息载体（qudits）为量子计算机的扩展提供了一条前景广阔的路径。然而，其使用也带来了量子逻辑复杂度的提升，需要精确控制不同量子能级间的相对相位。与量子比特架构不同，在囚禁离子系统中，纠缠操作会在特定能级上积累不再具有全局性的相位。此外，随着希尔伯特空间维度升高，多能级量子门的结构会愈加复杂。该工作深入探究了在莫尔-索伦森门和光频移门中积累的这些额外纠缠与非纠缠相位的理论机制，并提出主动补偿这些相位、增强量子门抗参数波动鲁棒性以及简化本征量子门以实现更高效电路分解的方法。研究成果为基于量子多级态处理器的实用化、可扩展化实现奠定了基础。