Использование в качестве кубитов захваченных в ловушки ионов — один из путей к созданию квантовых компьютеров. Однако в настоящее время объединение квантовых ловушек в массив является непростой проблемой, а без этого невозможно создание квантового компьютера, пригодного для решения практических задач.
Исследователи GTRI спроектировали, построили и испытали плоские ионные ловушки, которые можно легко объединить в массив. Эти устройства используют комбинацию радиочастотных сигналов и статических напряжений на алюминиевых электродах, уложенных слоями на кремниевые пластины.
«Плоская геометрия ионных ловушек предпочтительна, поскольку такие устройства являются масштабируемыми под более крупные системы ионов, а также обеспечивают лучший доступ для лазеров по сравнению с другими разработанными на данный момент ловушками», — говорит Чарли Доре (Charlie Doret), один из разработчиков устройства.
Лазеры применяются для того, чтобы «запутать» ионы между собой, обеспечив таким образом корреляцию их свойств. Используя систему захваченных в ловушки ионов, исследователи смогли сохранить состояние их кантовой запутанности на протяжении длительного времени, что было подтверждено измерениями. Однако на сегодняшний день удалось одновременно «запутать» между собой максимум восемь ионов кальция, тогда как для выполнения расчетов, недоступных классическим компьютерам, требуется по крайней мере 30 взаимодействующих на квантовом уровне ионов. Увеличение числа «запутанных» между собой ионов — основная задача на будущее, которую ставят перед собой исследователи.