Ion trap-integrated optical cavities for fast networked quantum computation
用于快速网络量子计算的离子阱集成光学腔
基本信息
- 批准号:2750094
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- 依托单位:
- 依托单位国家:英国
- 项目类别:Studentship
- 财政年份:2022
- 资助国家:英国
- 起止时间:2022 至 无数据
- 项目状态:未结题
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- 关键词:
项目摘要
The QCS vision of quantum computing using distributed modular processors (networked 'nodes') depends upon the rapid production of remote entanglement between nodes. The current state-of-the-art rate is our NQIT result of 182 Hz [Phys. Rev. Lett. 124, 110501 (2020)]; any further performance increases will be modest and hard-won, due to the limited photon collection efficiency achievable via refractive optics. Meanwhile, a useful networked processor will require much higher remote entanglement rates. Critically, it will also need simpler and more reliable nodes, with a design amenable to large-scale fabrication and requiring minimal maintenance and calibration.It has long been recognised that optical cavities provide an elegant route to photon collection with near-unit efficiency. This presents the possibility of high-fidelity remote entangling operations at MHz rates, comparable to that of the fastest local two-qubit ion gates. However, experiments combining ion traps and cavities have historically struggled with a series of technical challenges. These have ranged from the difficulty of maintaining mirror alignment, to perturbations of the trapping potential due to the proximity of the dielectric mirror surfaces
使用分布式模块化处理器(网络“节点”)的量子计算的QCS愿景依赖于节点之间远程纠缠的快速产生。目前最先进的速率是我们的NQIT结果182赫兹[物理学]。Rev. Lett. 124, 110501 (2020)];任何进一步的性能提高都将是适度的和来之不易的,因为通过折射光学可以实现的光子收集效率有限。同时,一个有用的网络化处理器需要更高的远程纠缠率。关键的是,它还需要更简单、更可靠的节点,其设计适合大规模制造,并且需要最少的维护和校准。人们早就认识到,光学腔提供了一种接近单位效率的优雅的光子收集途径。这提出了在MHz速率下实现高保真远程纠缠操作的可能性,可与最快的本地双量子位离子门相媲美。然而,结合离子阱和空腔的实验在历史上一直面临着一系列技术挑战。这些问题的范围从维持镜面对准的困难,到由于介电镜面的接近而引起的捕获电位的扰动
项目成果
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