Chip-Integrated Voltage Sources for Control of Trapped Ions
Chip-Integrated Voltage Sources for Control of Trapped Ions
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用于控制捕获离子的芯片集成电压源
DOI：
10.1103/physrevapplied.11.024010
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发表时间：
2018
影响因子：
4.6
通讯作者：
J. Chiaverini
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
J. Stuart;R. Panock;C. Bruzewicz;J. Sedlacek;R. McConnell;I. Chuang;J. Sage;J. Chiaverini
捕获离子量子信息处理器提供了许多优点，可以在大量量子比特上实现高保真操作，但目前的实验需要庞大的外部设备来进行许多离子的经典和量子控制。我们证明了低温操作的离子阱，采用单片集成的高电压CMOS电子（$\pm 8\mathrm{V}$全摆幅），以产生表面电极控制电位，而不需要外部，模拟电压源。串行总线对单个芯片内的16个数模转换器（DAC）的阵列进行编程，这些DAC向芯片上的分段电极施加电压以控制离子运动。此外，我们提出了一个集成电路，使用模拟开关，以减少由于集成放大器的陷阱电极上的电压噪声超过$50\mathrm {dB}$的合并。我们验证了我们的集成电子的功能，通过执行诊断与捕获的离子，并发现噪声和速度性能类似，我们观察到使用外部控制元件。
Trapped-ion quantum information processors offer many advantages for achieving high-fidelity operations on a large number of qubits, but current experiments require bulky external equipment for classical and quantum control of many ions. We demonstrate the cryogenic operation of an ion-trap that incorporates monolithically-integrated high-voltage CMOS electronics ($\pm 8\mathrm{V}$ full swing) to generate surface-electrode control potentials without the need for external, analog voltage sources. A serial bus programs an array of 16 digital-to-analog converters (DACs) within a single chip that apply voltages to segmented electrodes on the chip to control ion motion. Additionally, we present the incorporation of an integrated circuit that uses an analog switch to reduce voltage noise on trap electrodes due to the integrated amplifiers by over $50\mathrm{dB}$. We verify the function of our integrated electronics by performing diagnostics with trapped ions and find noise and speed performance similar to those we observe using external control elements.
影响因子：
6.7
作者：
Pagano, G.;Hess, P. W.;Monroe, C.
通讯作者：
Monroe, C.
影响因子：
16.6
作者：
Mielenz M;Kalis H;Wittemer M;Hakelberg F;Warring U;Schmied R;Blain M;Maunz P;Moehring DL;Leibfried D;Schaetz T
通讯作者：
Schaetz T