2-D site-resolved ion simulator

Raveh Neeman

doi:10.5281/zenodo.22674814

Tsinghua University (Duan group) · ионы в ловушках · ПРОДЕМОНСТРИРОВАНА (May 2024) · 512 физических кубитов · доступ: только в лаборатории

архитектура: Ионы в ловушках — линейная ловушка Пауля с индивидуальной лазерной адресацией · Открыть на карте

Профиль реестра — вариант архитектуры у этой машины (поля реестра — на английском)

тип кубита: hyperfine qubit

механизм вентиля: global laser-driven spin-spin coupling - an analog Ising simulator, not a gate-model machine

связность: static 2-D Coulomb crystal with power-law all-to-all coupling and no transport

управление: global free-space laser drive

размещение управления: room-temp + free-space optics

считывание: site-resolved fluorescence imaging

свидетельство вентиля: опубликованной цифры нет

флаги: только аналоговый режим

Технологии по слоям — ячейка машины на каждом слое

1 Носитель кубита	Ион в ловушке · основная ▣ Fig. 1 (experimental setup and 2D ion crystals); §Stable trapping of 2D ion crystals ✅ 512 ions in a 2-D Coulomb crystal, ~300 used for quantum simulation (May 2024)
2 Кодирование	Сверхтонкий кубит / кубит на часовом переходе · основная ▣ Fig. 1b; main text (qubit encoding) ✅ 171Yb+ qubit in the 2S1/2 hyperfine levels \|F=0,mF=0⟩ and \|F=1,mF=0⟩
3 Механизм вентиля	— (пробел Атласа: ∅G-isinganalog) · основная ▤ Supp. §III Hamiltonian generated by 411 nm laser (A. Spin-dependent force; B. Ising model Hamiltonian) ✅ global laser-driven spin–spin coupling; analog Ising simulator in a 2-D ion crystal, not a gate-model machine
4 Связность / транспорт	— (пробел Атласа: ∅G-crystal) · основная ▣ Fig. 1 (2D ion crystals); Supp. §II Crystal configuration stability; Fig. S2 (image of 300-ion crystal) ✅ static 2-D Coulomb crystal, power-law all-to-all coupling (511 neighbours), no transport
5 Управление	Свободнопространственная лазерная адресация ионов (пучки АОМ/АОД) · основная ▤ Supp. §I.B Laser configuration; Fig. S1; Discussion 🔎 global free-space 411 nm beams (waists ~50×330 µm² and 42×380 µm²) cover the whole 2-D crystal; no individual addressing ('by integrating the 2D laser addressing' is future work)
6 Считывание	Детектирование состояния по флуоресценции (ионы, дефекты) · основная ▤ Supp. §I.C Imaging system; Fig. S2 (site-resolved image of N=300 ions) ✅ site-resolved fluorescence imaging of the 2-D crystal (May 2024)
7 Код	— none — в этом слое ничего нет ▤ 🔎 no QEC code; analog simulator
8 Декодер	— none — в этом слое ничего нет ▤ 🔎 no decoder; none
9 Межсоединение	— none — в этом слое ничего нет ◌ 🔎 monolithic single module, no interconnect
10 Производство	Изготовление ионных ловушек (планарные чипы; фрезерованные 3D ловушки-лезвия) · основная ▤ Supp. §I.A Monolithic 3D ion trap; §I.D Trap parameters ✅ ion-trap fabrication (family-determined) Оптическая / механическая сборка (лазеры, вакуум, объективы) · альтернатива ▣ Fig. S1 (laser configuration); Supp. §I.C Imaging system ✅ room-temperature free-space optics assembly (family-determined)

Стандартные рекорды

степень связности → 511 neighbours · best (power-law all-to-all in a 2-D crystal)

May 2024 · источник

источники: ✅ 7 / 11