【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开的各方面一般涉及量子信息处理(quantum information processing，qip)架构，更具体涉及用于囚禁离子qip的双空间单种类架构。
技术介绍
1、囚禁原子是量子信息处理或量子计算的主要实现方式之一。基于原子的量子位可以用作量子存储器，用作量子计算机和模拟器中的量子门，也可以用作量子通信网络的节点。基于囚禁的原子离子的量子位享有罕见的属性组合。例如，基于囚禁的原子离子的量子位具有非常好的相干性，可以以接近100％的效率来制备和测量，并且通过用合适的外部控制场(如光场或微波场)调制它们的库仑相互作用而容易地相互纠缠。这些属性使基于原子的量子位对量子计算或量子模拟等扩展量子操作具有吸引力。
2、因此，重要的是具有利用基于原子的量子位的架构，包括支持不同类型囚禁离子技术的架构。
技术实现思路
1、下面提供一个或多个方面的简要概述，以提供对这些方面的基本理解。该概述不是对所有预期方面的广泛综述，并且既不旨在识别所有方面的关键或必要要素，也不旨在描绘任何或所有方面的范围。其唯一目的是以简化的形式呈现一个或多个方面的一些概念，作为稍后呈现的更详细描述的前序。
2、本文描述的用于量子信息处理的囚禁离子的双空间单种类架构是灵活的，并且与依赖双种类的架构相比具有几个优点。例如，单个离子链可以根据需要重新配置，而无需物理穿梭。此外，协同冷却(sympathetic cooling)可以完全匹配质量。示例性方面不需要窄线冷却，其本身可能是一种风险，并且
3、为了在读出过程中搁置(shelving)，已经考虑了将全局1762nm光束用于双空间单种类架构。只有短波长拉曼光束需要被紧密聚焦以进行寻址。但对于使用g型门(基态量子位门)的方法，可能需要10ghz之外的另一个独立频调(tone)。这可以用光电调制器(eom)和/或第二激光器和高频声光调制器(aom)来实现。需要考虑/管理包括来自离子阱rf的m型(亚稳态量子位)的ac斯塔克偏移。全局1762光束也将允许未来的集成光子学。
4、本文描述的双空间单种类架构还可以支持m型拉曼操作，其可以产生更高保真度且更高效的门。这种方法只需要1762个频调，间隔约80mhz(而不是10ghz)，具有局部的m型和g型拉曼。此外，本公开的示例性方面包括使用连续波(cw)拉曼系统。优点包括，由于eit冷却发生在g态，所以在m态执行电路可以不需要在计算期间在g态和m态之间来回穿梭量子位和辅助。
5、为了实现上述和相关目的，一个或多个方面包括在权利要求中充分描述和特别指出的下述特征。以下描述和附图详细阐述了一个或多个方面的某些说明性特征。然而，这些特征仅表示可以采用各方面的原理的多种方式中的一些方式，并且本描述旨在包括所有这些方面及其等价物。
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1.一种操作量子信息处理QIP系统的方法，该方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中施加所述全局光束包括施加相干量子脉冲序列。
3.根据权利要求1所述的方法，其中施加所述全局光束包括在沿着所述多个DSSS囚禁离子的方向上施加具有偏心率的单个激光束，使得所述单个激光束覆盖所述多个DSSS囚禁离子。
4.根据权利要求1所述的方法，其中施加所述全局光束包括以相对于所述多个DSSS囚禁离子成第一45度角并且相对于磁场成第二45度角来施加所述全局光束。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括使用光电调制器EOM或者与EOM串联设置的与声光调制器AOM来调节所述多个拉曼光束中的所述至少一个拉曼光束的频率。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述多个拉曼光束中的冷却拉曼光束施加到所述多个DSSS囚禁离子中的至少一个冷却离子，以使所述冷却离子从第一状态跃迁到高于所述第一状态的第二状态。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述量子位的计算期间，读取与所述DSSS囚禁离子相关联的所述多个DSSS囚禁离子中的辅助离子。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括在所述量子位的计算期间，基于对所述辅助离子的读取校准所述DSSS囚禁离子。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述多个DSSS囚禁离子与一个或多个远程DSSS囚禁离子之间执行远程纠缠生成。
10.一种量子信息处理QIP系统，包括：
11.根据权利要求10所述的QIP系统，其中所述全局光束被配置为发射相干量子脉冲序列。
12.根据权利要求10所述的QIP系统，其中所述全局光束被配置为在沿着所述多个DSSS囚禁离子的方向上施加具有偏心率的单个激光束，使得所述单个激光束覆盖所述多个DSSS囚禁离子。
13.根据权利要求10所述的QIP系统，其中所述全局光束被配置为以相对于所述多个DSSS囚禁离子成第一45度角并且相对于磁场成第二45度角发射。
14.根据权利要求10所述的QIP系统，进一步包括被配置为调节所述多个拉曼光束的频率的光电调制器EOM或声光调制器AOM中的至少一者。
15.根据权利要求10所述的QIP系统，其中所述多个DSSS囚禁离子包括冷却离子，所述冷却离子被配置为响应于所述多个拉曼光束中的冷却拉曼光束，使所述冷却离子从第一状态跃迁到比所述第一状态高的第二状态。
16.根据权利要求10所述的QIP系统，其中所述多个DSSS囚禁离子包括与所述DSSS囚禁离子相关联的所述多个DSSS囚禁离子中的辅助离子，所述辅助离子被配置为在所述量子位的计算期间被读取。
17.一种量子信息处理QIP系统，包括：
18.根据权利要求17所述的QIP系统，其中所述处理器被配置为执行所述指令，以通过施加相干量子脉冲序列来施加所述全局光束。
19.根据权利要求17所述的QIP系统，其中所述处理器被配置为执行所述指令，以通过在沿着所述多个DSSS囚禁离子的方向上施加具有偏心率的单个激光束来施加所述全局光束，使得所述单个激光束覆盖所述多个DSSS囚禁离子。
20.根据权利要求17所述的QIP系统，其中所述处理器被配置为执行所述指令，以相对于所述多个DSSS囚禁离子成第一45度角并且相对于磁场成第二45度角施加所述全局光束。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种操作量子信息处理qip系统的方法，该方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中施加所述全局光束包括施加相干量子脉冲序列。
3.根据权利要求1所述的方法，其中施加所述全局光束包括在沿着所述多个dsss囚禁离子的方向上施加具有偏心率的单个激光束，使得所述单个激光束覆盖所述多个dsss囚禁离子。
4.根据权利要求1所述的方法，其中施加所述全局光束包括以相对于所述多个dsss囚禁离子成第一45度角并且相对于磁场成第二45度角来施加所述全局光束。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括使用光电调制器eom或者与eom串联设置的与声光调制器aom来调节所述多个拉曼光束中的所述至少一个拉曼光束的频率。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述多个拉曼光束中的冷却拉曼光束施加到所述多个dsss囚禁离子中的至少一个冷却离子，以使所述冷却离子从第一状态跃迁到高于所述第一状态的第二状态。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述量子位的计算期间，读取与所述dsss囚禁离子相关联的所述多个dsss囚禁离子中的辅助离子。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括在所述量子位的计算期间，基于对所述辅助离子的读取校准所述dsss囚禁离子。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述多个dsss囚禁离子与一个或多个远程dsss囚禁离子之间执行远程纠缠生成。
10.一种量子信息处理qip系统，包括：
11.根据权利要求10所述的qip系统，其中所述全局光束被配置为发射相干量子脉冲序列。
12.根据权利要求10所述的qip系统，其中...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·M·塞奇，M·L·戈德曼，L·N·伊根，
申请(专利权)人：爱奥尼克公司，
类型：发明
国别省市：
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