Jenis ion apa yang digunakan komputer ion kuantum terperangkap?

Komputer kuantum ion yang terperangkap adalah salah satu pendekatan yang paling menjanjikan untuk mencapai komputasi kuantum skala besar. Gagasan umum adalah untuk menyandikan qubit ke dalam keadaan elektronik masing-masing ion, dan kemudian mengendalikan ion melalui gaya elektromagnetik.

Dalam konteks ini, saya sering melihat bahwa realisasi eksperimental dari penggunaan sistem ion terperangkap Ion Ca + (lihat mis.1803.10238). Apakah ini selalu terjadi? Jika tidak, jenis ion apa yang dapat digunakan untuk membangun sistem ion jenis ini? Apa karakteristik utama yang harus dimiliki ion agar mudah digunakan untuk membangun perangkat ion yang terperangkap?${}^{40}\!\operatorname{Ca}^+$

$\require{\mhchem}$

Ada hampir terlalu banyak spesies ion yang dapat digunakan dalam komputasi kuantum berbasis perangkap ion atau eksperimen terkait. Pilihan yang biasa adalah yang, ketika terionisasi tunggal, seperti hidrogen yang memiliki konsekuensi yang nyaman untuk spektroskopi laser mereka: Maka yang kuat, biasanya $20$Transisi lebar MHz terletak pada ujung UV atau biru dari spektrum yang dapat diakses laser (bukan pada vakum-UV seperti pada ion yang membutuhkan ionisasi lebih tinggi dari satu untuk menjadi seperti hidrogen). Juga, spektrum tetap relatif sederhana (jika itu seperti hidrogen) yang berarti ada sejumlah negara lain yang mungkin membutuhkan laser mereka sendiri sebagai laser repumper. Akan menguntungkan jika memiliki satu kondisi stabil meta optik yang memerlukan laser repumper karena dapat digunakan dalam pengukuran dan persiapan keadaan (atau, secara atipikal, untuk mewakili satu keadaan qubit).

$\mathrm{GHz}$

$2$

$\ce{^{171}Yb^+}$$1\ \mathrm{Hz}$$1\ \mathrm{nHz}$$1/2$$\ce{Ca^+}$$\ce{^{40}Ca^+}$$\ce{^{43}Ca^+}$$7/2$$\ce{^9Be^+}$$313\ \mathrm{nm}$$\ce{Sr^+}$$\require{\mhchem}\ce{Hg^+}$