Skip to main content
Fachgebiete
Automobil + Motoren Bauwesen + Immobilien Business IT + Informatik Elektrotechnik + Elektronik Energie + Nachhaltigkeit Finance + Banking Management + Führung Marketing + Vertrieb Maschinenbau + Werkstoffe Versicherung + Risiko
DE
EN
Themenseiten
Organisationspsychologie Projektmanagement Marketing Smart Manufacturing
Bücher
Zeitschriften
Weitere Formate
Podcasts Webinare Technik Webinare Wirtschaft Kongresse Veranstaltungskalender Awards
Jetzt Einzelzugang starten
Zugang für Unternehmen
Referenzkunden
MTZ-Fachkongress

Antriebe und Energiesysteme von morgen


Austausch von Automobil- und Energiewirtschaft

Am 14./15. Mai geht es in Chemnitz um die Mobilitätswende durch Elektro- und Wasserstofffahrzeuge.
Erweiterte Suche
Anmelden
nach oben
Quantum Information Processing
Erschienen in: Quantum Information Processing 12/2016

01.12.2016

Toward a scalable quantum computing architecture with mixed species ion chains

verfasst von: John Wright, Carolyn Auchter, Chen-Kuan Chou, Richard D. Graham, Thomas W. Noel, Tomasz Sakrejda, Zichao Zhou, Boris B. Blinov

Erschienen in: Quantum Information Processing | Ausgabe 12/2016

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

We report on progress toward implementing mixed ion species quantum information processing for a scalable ion-trap architecture. Mixed species chains may help solve several problems with scaling ion-trap quantum computation to large numbers of qubits. Initial temperature measurements of linear Coulomb crystals containing barium and ytterbium ions indicate that the mass difference does not significantly impede cooling at low ion numbers. Average motional occupation numbers are estimated to be \(\bar{n} \approx 130\) quanta per mode for chains with small numbers of ions, which is within a factor of three of the Doppler limit for barium ions in our trap. We also discuss generation of ion–photon entanglement with barium ions with a fidelity of \(F \ge 0.84\), which is an initial step towards remote ion–ion coupling in a more scalable quantum information architecture. Further, we are working to implement these techniques in surface traps in order to exercise greater control over ion chain ordering and positioning.
Vorheriger Artikel Integrated optics architecture for trapped-ion quantum information processing
Nächster Artikel Technologies for trapped-ion quantum information systems

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Jetzt informieren

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Jetzt informieren

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Jetzt informieren
Anhänge
Nur mit Berechtigung zugänglich
Fußnoten
1
The supplementary material includes a video demonstration of shuttling from the loading region to the quantum region of the Sandia Y-Trap.
 
Literatur
1.
Olmschenk, S., Younge, K.C., Moehring, D.L., Matsukevich, D.N., Maunz, P., Monroe, C.: Manipulation and detection of a trapped \(\text{ Yb }^{+}\) hyperfine qubit. Phys. Rev. A 76, 052314 (2007)ADSCrossRef
2.
Kirchmair, G., Benhelm, J., Zähringer, F., Gerritsma, R., Roos, C.F., Blatt, R.: Deterministic entanglement of ions in thermal states of motion. New J. Phys. 11(2), 023002 (2009)ADSCrossRef
3.
Hayes, D., Matsukevich, D.N., Maunz, P., Hucul, D., Quraishi, Q., Olmschenk, S., Campbell, W., Mizrahi, J., Senko, C., Monroe, C.: Entanglement of atomic qubits using an optical frequency comb. Phys. Rev. Lett. 104, 140501 (2010)ADSCrossRef
4.
Monroe, C., Raussendorf, R., Ruthven, A., Brown, K.R., Maunz, P., Duan, L.-M., Kim, J.: Large-scale modular quantum-computer architecture with atomic memory and photonic interconnects. Phys. Rev. A 89, 022317 (2014)ADSCrossRef
5.
Moehring, D.L., Maunz, P., Olmschenk, S., Younge, K.C., Matsukevich, D.N., Duan, L.-M., Monroe, C.: Entanglement of single-atom quantum bits at a distance. Nature 449(7158), 68–71 (2007)ADSCrossRef
6.
Luo, L., Hayes, D., Manning, T.A., Matsukevich, D.N., Maunz, P., Olmschenk, S., Sterk, J.D., Monroe, C.: Protocols and techniques for a scalable atom-photon quantum network. Fortschr. Phys. 57(11–12), 1133–1152 (2009)CrossRefMATH
7.
Gurell, J., Biémont, E., Blagoev, K., Fivet, V., Lundin, P., Mannervik, S., Norlin, L.-O., Quinet, P., Rostohar, D., Royen, P., Schef, P.: Laser-probing measurements and calculations of lifetimes of the \(5d^{2}d_{32}\) and \(5d^{2}d_{52}\) metastable levels in \({\rm Ba}ii\). Phys. Rev. A 75, 052506 (2007)ADSCrossRef
8.
Campbell, W.C., Mizrahi, J., Quraishi, Q., Senko, C., Hayes, D., Hucul, D., Matsukevich, D.N., Maunz, P., Monroe, C.: Ultrafast gates for single atomic qubits. Phys. Rev. Lett. 105, 090502 (2010)ADSCrossRef
9.
Schlatter, A., Zeller, S.C., Grange, R., Paschotta, R., Keller, U.: Pulse-energy dynamics of passively mode-locked solid-state lasers above the q-switching threshold. J. Opt. Soc. Am. B 21(8), 1469–1478 (2004)ADSCrossRef
10.
Sun, L., Zhang, L., Yu, H.J., Guo, L., Ma, J.L., Zhang, J., Hou, W., Lin, X.C., Li, J.M.: 880 nm ld pumped passive mode-locked TEM 00 Nd:YVO 4 laser based on SESAM. Laser Phys. Lett. 7(10), 711 (2010)ADSCrossRef
11.
Shu, G., Vittorini, G., Buikema, A., Nichols, C.S., Volin, C., Stick, D., Brown, K.R.: Heating rates and ion-motion control in a \({\sf Y}\)-junction surface-electrode trap. Phys. Rev. A 89, 062308 (2014)ADSCrossRef
12.
Wright, K., Amini, J.M., Faircloth, D.L., Volin, C., Doret, S.C., Hayden, H., Pai, C.-S., Landgren, D.W., Denison, D., Killian, T., Slusher, R.E., Harter, A.W.: Reliable transport through a microfabricated X-junction surface-electrode ion trap. New J. Phys. 15(3), 033004 (2013)ADSCrossRef
13.
Home, J.P., Hanneke, D., Jost, J.D., Leibfried, D., Wineland, D.J.: Normal modes of trapped ions in the presence of anharmonic trap potentials. New J. Phys. 13(7), 073026 (2011)ADSCrossRef
14.
Allcock, D.T.C., Harty, T.P., Janacek, H.A., Linke, N.M., Ballance, C.J., Steane, A.M., Lucas, D.M., Jarecki Jr, R.L., Habermehl, S.D., Blain, M.G., Stick, D., Moehring, D.L.: Heating rate and electrode charging measurements in a scalable, microfabricated, surface-electrode ion trap. Appl. Phys. B 107(4), 913–919 (2012)ADSCrossRef
15.
Daniilidis, N., Narayanan, S., Möller, S.A., Clark, R., Lee, T.E., Leek, P.J., Wallraff, A., Schulz, S., Schmidt-Kaler, F., Häffner, H.: Fabrication and heating rate study of microscopic surface electrode ion traps. New J. Phys. 13(1), 013032 (2011)ADSCrossRef
16.
Graham, R.D., Chen, S.-P., Sakrejda, T., Wright, J., Zhou, Z., Blinov, B.B.: A system for trapping barium ions in a microfabricated surface trap. AIP Adv. 4(5), 057124 (2014)ADSCrossRef
17.
Auchter, C., Chou, C.-K., Noel, T.W., Blinov, B.B.: Ion-photon entanglement and bell inequality violation with \({}^{138}\text{ Ba }^+\). J. Opt. Soc. Am. B 31(7), 1568–1572 (2014)ADSCrossRef
18.
Sterk, J.D., Luo, L., Manning, T.A., Maunz, P., Monroe, C.: Photon collection from a trapped ion-cavity system. Phys. Rev. A 85, 062308 (2012)ADSCrossRef
19.
Clark, C.R., Chou, C.-W., Ellis, R., Jeff Hunker, A., Kemme, S.A., Maunz, P., Tabakov, B., Tigges, C., Stick, D.L.: Characterization of fluorescence collection optics integrated with a microfabricated surface electrode ion trap. Phys. Rev. Appl. 1, 024004 (2014)ADSCrossRef
20.
Jechow, A., Streed, E.W., Norton, B.G., Petrasiunas, M.J., Kielpinski, D.: Wavelength-scale imaging of trapped ions using a phase fresnel lens. Opt. Lett. 36(8), 1371–1373 (2011)ADSCrossRef
21.
Shu, G., Chou, C.-K., Kurz, N., Dietrich, M.R., Blinov, B.B.: Efficient fluorescence collection and ion imaging with the “tack” ion trap. J. Opt. Soc. Am. B 28(12), 2865–2870 (2011)ADSCrossRef
Metadaten
Titel
Toward a scalable quantum computing architecture with mixed species ion chains
verfasst von
John Wright
Carolyn Auchter
Chen-Kuan Chou
Richard D. Graham
Thomas W. Noel
Tomasz Sakrejda
Zichao Zhou
Boris B. Blinov
Publikationsdatum
01.12.2016
Verlag
Springer US
Erschienen in
Quantum Information Processing / Ausgabe 12/2016
Print ISSN: 1570-0755
Elektronische ISSN: 1573-1332
DOI
https://doi.org/10.1007/s11128-015-1220-9

Weitere Artikel der Ausgabe 12/2016

Quantum Information Processing 12/2016 Zur Ausgabe

OriginalPaper

Categories of quantum and classical channels

OriginalPaper

Discrete quantum Fourier transform using weak cross-Kerr nonlinearity and displacement operator and photon-number-resolving measurement under the decoherence effect

OriginalPaper

Technologies for trapped-ion quantum information systems

OriginalPaper

An uncertainty relation in terms of generalized metric adjusted skew information and correlation measure

OriginalPaper

Sequential generation of polynomial invariants and N-body non-local correlations

OriginalPaper

Analogue algorithm for parallel factorization of an exponential number of large integers: I. Theoretical description

Neuer Inhalt

    Bildnachweise