二维离子阱格点中的输运演示
微加工离子阱芯片是一些最先进量子计算机的核心部件。在离子阱芯片上如何排列和控制大量离子,取决于所选的阱架构。其中一种架构是量子弹簧阵列(QSA)。在QSA架构中,离子链排列成二维晶格,并与相邻位置上离子链的径向和轴向方向发生相互作用。这种相互作用(或称耦合)通过库仑力实现,同时离子被约束在各自独立的捕获位点中,其强度与间距的三次方成反比。因此,控制晶格中离子间距的能力至关重要。在以往的工作中,离子间的径向间距通过控制射频赝势来调节,但实验发现,在维持低加热速率的同时实现这一调控颇具挑战性。在本工作中,研究人员提出了一种离子阱芯片设计,该设计仅使用直流电压即可调节离子间的径向距离。径向输运通过专门设计的过渡区,在不同交互区域(指定用于量子操作)之间执行。该类型离子阱芯片的样机在熔融石英衬底上完成微加工制造。其功能通过以下方式得到验证:展示单个离子在直流控制下穿过过渡区的径向输运,并测量阱中心的杂散场和离子加热速率。此外,还介绍了此类阱的多金属层版本的制造工艺,作为所提出芯片设计的扩展路径。

