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离子阱量子计算需要对单个量子比特进行精确的光学控制。然而，随着量子比特数量的增加，传统的自由空间光学系统在对准稳定性和可扩展性方面面临挑战。集成光子学提供了一种有前景的替代方案，能够在芯片上实现微型化的光学系统。该研究团队提出了一种与表面电极离子阱集成的多模光子电路设计，能够实现目标化和可重构的光传输。通过聚焦光栅耦合器，可以在芯片上方80微米处捕获的三个紧密排列的离子进行寻址，该耦合器通过电极开口发射多模光。仿真结果表明，耦合器在阱轴方向上实现了4.3微米的光束腰，垂直于阱轴方向为2.2微米，达到了衍射极限。在单独寻址离子时，TE10和TE20模式的受控干涉在5-8微米的离子间距下实现了-20 dB至-30 dB的串扰，而在同时寻址三个离子中的两个时，串扰可低至-60 dB。此外，高阶TE模式为驱动自旋-运动耦合跃迁提供了一种新机制，可能为量子门和模拟提供替代方法。该集成平台为构建大规模离子阱系统提供了一条可行的路径，利用纳米光子设计的优势实现精确可靠的离子操控。