俘获离子量子处理器中运动模式间的非线性耦合

离子阱晶体是量子信息科学的前沿平台,但随着系统规模扩大,实现容错量子计算所需的高保真度纠缠门操作变得更具挑战性。当系统扩展时,频谱拥挤会导致集体运动模式间的低阶非线性共振现象愈发普遍,从而限制门操作性能——这种效应在单片式或全局模式架构中尤为显著。该研究团队建立了通用模型来识别和模拟三阶库仑项引起的非线性运动模式耦合(NoMoCou),并量化了其对射频阱和彭宁阱中线性链与二维晶体结构下莫尔-索伦森门的影响。研究界定了NoMoCou主导误差的主要参数区间,同时提出三项设计准则:使工作点远离低阶共振频率、通过调节阱各向异性来重构频谱、以及优化门操作波形。

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提交arXiv: 2025-10-08 22:25

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