照亮未来：离子阱量子计算机

来自美国国家标准和技术研究所的物理学家Daniel Slichter对这一重要突破评论道，“这种可扩展的技术将使拥有许多激光的复杂系统实现并行操作，同时对于振动和环境条件具有很强的抗干扰能力，这是对于实现拥有成千上万离子阱的量子处理器至关重要。”

这种光学集成芯片的优点是它的强大抗干扰能力。对于实验台上的激光器，任何振动都有可能使得离子阱的操控出现错误。而当激光束和芯片耦合在一起，振动的影响就可以有效地消除。

这种抗干扰能力对于提高离子阱的“相干性”，或者延长量子位的计算时间非常重要，同时也能极大提高离子阱传感器的便携性。例如，基于离子阱的原子钟可以比现在的标准更精确地计时，还可以提高依靠卫星上原子钟同步的全球定位系统(GPS)的精度。

图5. 集成到芯片上的光纤光学可以提供控制离子阱所需所有的激光光束，这样的离子阱可以用在量子计算和传感上。

图源：麻省理工学院，林肯实验室

论文作者之一Sage表示，“我们将这项工作视为连接科学与工程的成功范例，因为这一突破对于学术界和产业界都有很大的推动作用。我们需要让量子技术变得鲁棒和便携，同时也要让非量子物理背景的人员易于使用它”。同时，该团队希望这个平台可以帮助推动学术研究。

论文另外一位作者Chiaverini表示，“我们希望有更多的研究机构使用这个平台，这样他们就可以专注于其他的挑战——例如，在这个平台上编程和运行基于离子阱的量子算法，从而进一步打开探索量子物理的大门”。

文章信息

Niffenegger, R.J., Stuart, J., Sorace-Agaskar, C. et al. Integrated multi-wavelength control of an ion qubit. Nature586, 538–542 (2020).

参考资料

Lighting up the ion trap, Kylie Foy | Communications & Community Outreach Office, Lincoln Laboratory, MIT

（编辑：应用网_阳江站长网）

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