离子阱量子计算¶
简介¶
**离子阱量子计算**使用囚禁在电磁场中的离子作为量子比特。
物理原理¶
离子囚禁¶
- Paul 阱 - 射频电磁场囚禁
- Penning 阱 - 静电+磁场囚禁
量子比特编码¶
使用离子的内部能级：
$$ |0\rangle = |S_{½}, m_J = -½\rangle $$ $$ |1\rangle = |D_{5/2}, m_J = -½\rangle ```
操作实现¶
单量子比特门¶
通过激光驱动实现：
\[
U(\theta, \phi) = \begin{pmatrix} \cos(\theta/2) & -ie^{i\phi}\sin(\theta/2) \\ -ie^{-i\phi}\sin(\theta/2) & \cos(\theta/2) \end{pmatrix}
\]
两量子比特门¶
通过**共同振动模式**实现纠缠
技术特点¶
优势
- 相干时间极长 (秒级)
- 门保真度高 (>99.9%)
- 全连接性
挑战
- 扩展困难
- 门速度较慢