Innsbruck trapped-ion analog quantum simulator (up to 51 ions)

Raveh Neeman

doi:10.5281/zenodo.22674814

IQOQI Innsbruck (Austrian Academy of Sciences) with the University of Innsbruck (M. Joshi, C. Roos)

Innsbruck trapped-ion analog quantum simulator (up to 51 ions)

IQOQI Innsbruck (Austrian Academy of Sciences) with the University of Innsbruck (M. Joshi, C. Roos) · יונים לכודים · הודגם (Aug 2026 (PRX 16, 031037; arXiv Nov 2025)) · 51 קיוביטים פיזיים · גישה: במעבדה בלבד

ארכיטקטורה: יונים לכודים — מלכודת פאול ליניארית עם מיעון לייזר פרטני · פתח במפה

פרופיל המרשם — הגרסה של המכונה לארכיטקטורה שלה (שדות המרשם באנגלית)

סוג הקיוביט: optical qubit (40Ca+ S1/2–D5/2 Zeeman sublevels, 729 nm)

מנגנון השער: bichromatic laser-driven long-range Ising / XY spin-spin coupling - an analog simulator, not a gate-model machine

קישוריות: linear Coulomb chain, long-range coupling over all ions, no transport

בקרה: global bichromatic laser beam plus a steerable single-ion addressing beam

מיקום הבקרה: room-temp + free-space optics

קריאה: spatially resolved fluorescence

ראיה לשער: אין נתון שפורסם

דגלים: פעולה אנלוגית בלבד

טכנולוגיות לפי שכבה — התא של המכונה בכל שכבה

1 נושא הקיוביט	יון אטומי לכוד · ראשית ▤ §III; App. B (Experimental platform) ✅ linear strings of up to 51 40Ca+ ions in a linear RF trap
2 קידוד	קיוביט אופטי צר-קו (S–D ביון, שעון אטומי) · ראשית ▤ App. B1 (Engineered many-body interactions) ✅ optical qubit: Zeeman sublevels S1/2 m=+1/2 and D5/2 m=+5/2, 729 nm quadrupole transition
3 מנגנון השער	— (פער אטלס: ∅G-isinganalog) · ראשית ▤ App. B1, Eqs. (B1)-(B3) ✅ analog long-range Ising / XY interaction from a bichromatic beam coupling all transverse modes; no gates
4 קישוריות והובלה	— (פער אטלס: ∅G-crystal) · ראשית ▤ App. B1 ✅ static linear Coulomb chain, long-range (J0 = 185 rad/s, alpha = 0.97 at 51 ions), no transport
5 בקרה	מיעון לייזר של יונים במרחב חופשי (אלומות AOM/AOD) · ראשית ▤ App. B2 (Local control) ✅ global bichromatic beam plus a strongly focused steerable single-ion beam
6 קריאה	גילוי מצב בפלואורסצנציה (יונים, פגמים) · ראשית ▤ §III; App. B2 ✅ spatially resolved fluorescence detection
7 קוד	— none — אין דבר בשכבה זו ▤ 🔎 no QEC code (analog simulator)
8 מפענח	— none — אין דבר בשכבה זו ▤ 🔎 no decoder (analog simulator)
9 חיבור בין-מודולי	— none — אין דבר בשכבה זו ◌ 🔎 single trap, no interconnect
10 ייצור	ייצור מלכודות יונים (שבבי אלקטרודות משטח; מלכודות להבים תלת-ממדיות בעיבוד שבבי) · ראשית ▤ App. B (Experimental platform) ✅ linear radiofrequency ion trap

ראיות: ✅ 7 / 10