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离子阱系统是量子信息处理领域的主要平台之一，其核心挑战在于扩大系统规模的同时保持高保真度的双量子比特操作。一种极具前景的解决方案是通过强耦合互连构建高性能模块。特别值得注意的是，轴向振动模式为短离子链耦合提供了可行途径。然而，此前基于轴向模式的五离子全连接模块实现中，保真度始终局限在96.6%-98.0%区间。本研究中，该团队利用轴向振动模式在五离子40Ca+链上实现了双量子比特逻辑门操作，通过系统攻克主要误差源，最终获得相邻离子对超过99%的保真度，任意离子对高于98%的保真度。这一成果将为可扩展离子阱量子处理器、量子模拟及量子增强计量学的发展提供重要支撑。