In einer Reihe von Fallen können sie ein einzelnes Mg+-Ion mehr als 100.000 Mal zwischen verschiedenen Punkten bewegen, ohne seine Quantenkohärenz zu verlieren.
Mit der Fähigkeit, eingefangene Ionen-Qubits zwischen Orten in einem Fallen-Array zu „befördern“, könnten komplexe Quantenschaltkreise möglich sein, die es ermöglichen, Simulationen durchzuführen, die mit statischen Ionen nur schwer durchzuführen sind.
Jetzt zeigen Deviprasath Palani von der Universität Freiburg in Deutschland und Kollegen, wie man zwischen Positionen in einer solchen Anordnung wechseln kann, ohne einzelne Ionen zu verlieren oder ihre Quanteneigenschaften zu verändern. Die Bestätigung, dass diese Erhaltung stattgefunden hat, war von entscheidender Bedeutung, da Ionen-Qubits ihre Quantenarbeit nur dann leisten können, wenn ihre elektrische Kohärenz während des Shuttles erhalten bleibt.
Die Wissenschaftler teilten das Volumen einer Vakuumkammer in 13 verschiedene Zonen ein, indem sie mithilfe präzise positionierter Elektroden und eines Mikrochip-Geräts im Inneren des Behälters eine Einfanganordnung für ihre Präsentation erstellten. Diese 13 Positionen haben einen Abstand von einigen zehn Mikrometern. Die vier „aktiven“ Zonen, die in Pyramidenform innerhalb dieser Anordnung angeordnet sind, waren die Standorte, die das Team für das Shuttle-Experiment nutzte. Durch das Öffnen und Schließen der elektrischen Barriere zwischen den Standorten konnte das Team einen „Transportkanal“ öffnen und schließen, durch den ein Ion passieren konnte.
Die Gruppe zeigte, dass die Technik für den Transfer eines Ions zwischen Fallenstandorten wirksam war. Messungen des Ions zeigen, dass es während dieses Shuttles, der bis zu 100.000 Umrundungen der Falle erfordert, seine ursprüngliche Quantenkohärenz beibehält.
Die Forscher weisen darauf hin, dass sie versuchen, die Funktionalität ihres Geräts zu optimieren, um die Anzahl der Fahrten eines einzelnen Ions zu maximieren. Sie wollen die Anwendung ihrer Methode auch auf komplexere, geschichtete Fallenanordnungen ausweiten, die reale Quantensysteme genauer nachahmen können.
Quelle: physical.aps.org/articles/v16/s75
📩 29/05/2023 18:40