低温时分复用电压控制,用于可扩展的离子阱量子处理器

基于量子电荷耦合器件架构的离子阱量子计算机中,每个量子比特需要大约十个阱电极,这使得真空穿通数量成为系统规模扩展的瓶颈。基于时分复用(TDM)的阱电极电压控制为缓解这一限制提供了一条自然路径。然而,以往的研究仅限于静态阱电势补偿的结构方案以及动态电极控制的室温演示,而基于TDM的电压控制方案在静态和动态电极上的低温运行尚未经过实验探索。在本研究中,该团队开发并低温验证了针对两类不同电极的TDM电压控制方案。对于用于阱电势补偿的静态电极,该团队实现了一个工作在约27~K的32通道解复用系统,每通道输出范围为\(\pm10~\mathrm{V}\),有效电压更新率为37.5~kHz。对于用于离子操作(如穿梭)的动态电极,该团队实现了一个工作在约14~K的四通道解复用系统,输出范围相当,有效电压更新率为1~MHz。这些结果表明,基于TDM的电压控制对两类电极均是一种实用方法,为缓解可扩展离子阱量子处理器中的真空穿通瓶颈提供了可行路径。

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提交arXiv: 2026-05-18 03:56

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