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大型三维囚禁离子晶体可提升量子传感协议的灵敏度，预计将在不久的实验中作为平台得以应用。然而，随着晶体中离子数量N的增加，研究此类晶体激光冷却的数值计算技术效率低下。本研究开发了一种强大的数值模拟框架，用于模拟潘宁阱中储存的10^5个离子的激光冷却过程。该团队将该框架应用于椭球三维晶体的冷却特性分析与优化，并发现了基于向势能主导的𝑬×𝑩模式添加轴向分量的新型增强冷却路径。此外，研究者在长椭球离子晶体中观察到垂直动能被大幅冷却至1毫开以下，这为此类晶体提供了简化的冷却光束配置方案。该工作提出了多种案例中可实现最优冷却的阱参数与激光束参数具体取值，证实了为高灵敏度量子科学协议制备大型三维晶体的可行性，为其在未来实验中的应用提供了依据。