用于分段陷阱中囚禁离子量子比特穿梭的工具链

可扩展的离子阱量子计算需要在不引起过度运动激发的情况下,通过复杂的分段射频阱结构实现离子的快速可靠传输。该研究团队提出了一套系统化的数值工具链,用于生成时变电极电压,从而在分段射频阱中实现快速低激发的离子输运。基于阱电极几何模型,该框架整合了静电场求解器、高效无约束优化、波形后处理及离子运动动力学模拟,可在满足电压限制和带宽等实验约束条件下,计算实现预设传输轨迹的电压波形。该工具链支持任意阱几何结构(包括交叉结和多区域布局),并能灵活整合优化目标。通过对数值稳定性的系统研究,以及实测与预测的简谐频率对比,该工作对框架精度进行了全面评估。该框架针对数值性能进行了优化,可快速完成日益复杂阱结构的数值原型设计。作为应用示例,研究人员将该框架应用于线性均匀分段阱中的势阱传输,并计算了X型阱交叉转角处势阱输运的解决方案。该研究为当前及下一代离子阱处理器中传输方案的设计与验证,提供了可扩展且高效的数值基础。
作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-01-13 12:29

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