리서치 하이라이트

통합된 광학 멀티 이온(Optical multi-ion) 양자 논리 / 이온 큐비트(Qubit)의 통합된 다중 파장 제어

Nature 586, 7830

개별 원자들은 완벽하게 동일한 큐비트(Qubit)를 가지고, 쿨롱 상호작용(Coloumb interaction)은 큐비트 간의 결합에 관여하기 때문에, 포획 이온(Trapped ion)은 양자 정보 처리를 위한 유망한 플랫폼을 제공한다. 그러나 이온 제어를 위한 자유 공간 광학(Free-space optics)을 기반으로 하는 현재 포획 이온 아키텍처(Architecture)의 규모는 많은 큐비트 레지스터(Qubit register) 개발에 한계로 작용한다. 두 논문에서는 극저온 표면 전극 트랩(Cryogenic surface-electrode trap)과 통합 광학 장치를 이용하여 포획 이온 작동과 제어에서 상당한 진전을 보여주었으며, 진공 시스템에서 빔 정렬(Beam alignment)을 할 필요가 없음을 보여주었다. Karan Mehta와 연구진들은 99.3% 이상의 충실도(Fidelities)를 가진 멀티 이온 양자 논리 회로(Multi-ion quantum logic gates)를 발표하였으며, Robert Niffenegger와 연구진들은 보라색에서 적외선에 이르기까지 큐비트 Preparation과 검출에 필요한 모든 파장을 전달하는 완전히 통합된 레이저 광을 사용한 단일 이온 제어에 대하여 설명하였다.