[发明专利]利用附近量子比特的相干控制器的主动稳定化

权利要求书

1.一种囚禁离子量子信息处理QIP系统，包括：

具有至少一个第一量子比特离子和至少一个第二量子比特离子的至少一个离子阱；

一或多个线圈；和

用于使量子比特中的相位阻尼稳定的稳定器，所述稳定器被配置为：

使用所述至少一个第二量子比特离子测量磁场波动；以及

使用所述一或多个线圈基于所测量的磁场波动产生一或多个磁场，所述一或多个磁场被施加到所述至少一个第一量子比特离子附近以抵消所述磁场波动，从而使所述至少一个第一量子比特离子的相位阻尼稳定。

2.根据权利要求1所述的QIP系统，其中：

所述至少一个第一量子比特离子包括多个第一量子比特离子，

所述至少一个第二量子比特离子包括多个第二量子比特离子，或者

所述至少一个第一量子比特离子包括多个第一量子比特离子并且所述至少一个第二量子比特离子包括多个第二量子比特离子。

3.根据权利要求1所述的QIP系统，其中所述相位阻尼的特征在于参数T₂的测量。

4.根据权利要求1所述的QIP系统，其中所述至少一个第一量子比特离子和所述至少一个第二量子比特离子是原子超精细量子比特。

5.根据权利要求4所述的QIP系统，其中所述至少一个第一量子比特离子能够用第一波长的光来寻址，并且所述至少一个第二量子比特离子能够用不同于所述第一波长的光的第二波长的光来寻址。

6.根据权利要求5所述的QIP系统，其中所述至少一个第一量子比特离子是由¹⁷¹Yb⁺制成的量子比特，并且所述至少一个第二量子比特离子是由¹³³Ba⁺制成的量子比特。

7.根据权利要求1所述的QIP系统，其中：

所述至少一个离子阱包括单个离子阱，并且

所述至少一个第一量子比特和所述至少一个第二量子比特被共同囚禁在所述单个离子阱中。

8.根据权利要求1所述的QIP系统，其中：

所述至少一个离子阱包括第一离子阱和位于所述第一离子阱附近的第二离子阱，并且

所述至少一个第一量子比特被囚禁在所述第一离子阱中，并且所述至少一个第二量子比特被囚禁在所述第二离子阱中。

9.根据权利要求1所述的QIP系统，其中：

所述至少一个第二量子比特离子具有对磁场敏感的能级，并且

所述稳定器被配置为使用所述至少一个第二量子比特离子的对磁场敏感的能级来测量所述磁场波动。

10.根据权利要求9所述的QIP系统，其中所述至少一个第二量子比特离子具有对磁场不敏感的其他能级。

11.根据权利要求9所述的QIP系统，其中对磁场敏感的能级包括塞曼能级。

12.根据权利要求1所述的QIP系统，其中所述磁场波动包括60Hz噪声。

13.根据权利要求1所述的QIP系统，还包括磁屏蔽，所述磁屏蔽被配置为减少所述至少一个第一量子比特离子和所述至少一个第二量子比特离子附近的磁场波动，其中所述磁屏蔽由具有高磁导率的材料制成，所述材料包括在高导磁合金、高导电铜或低温超导材料中的一种或多种。

14.根据权利要求1所述的QIP系统，其中所述稳定器被配置为作为反馈回路的一部分，重复包括测量所述磁场波动和产生所述一或多个磁场以抵消所述磁场波动的序列。

15.根据权利要求14所述的QIP系统，其中所述反馈回路具有至少1KHz的带宽。