离子阱系统

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工作实现了国际上最大规模具有单比特分辨率的多离子量子模拟计算，将原来的离子量子比特数国际记录（61离子）往前推进了一大步，并首次实现基于二维离子阵列的大规模量子模拟。

　　该成果研究论文近日发表于《自然》杂志，并被审稿人称为量子模拟领域的“巨大进步”“值得关注的里程碑”。图灵奖得主、清华大学交叉信息研究院院长姚期智评价该成果“是巨大的成就，它打开了量子计算的高维新纪元”。

　　据介绍，离子阱系统被认为是最有希望实现大规模量子模拟和量子计算的物理系统之一。多个实验验证了离子量子比特的高精密相干操控，该系统的规模化被认为是主要挑战。此前研究人员在保罗型离子阱（Paul Trap）中实现了最多61个离子一维阵列的量子模拟。虽然基于彭宁型离子阱（Penning Trap）可实现更大规模约两百离子的量子模拟，但因缺乏单比特分辨探测能力而难以提取量子比特空间关联等重要信息，无法用于量子计算和精密的量子模拟。