专为离子设下的“陷阱”，如何捕获带电粒子做计算？ | 十万个量子为什么（八）

本文介绍了离子阱技术的发展及其在量子计算中的应用。离子阱是一种利用电场或磁场将离子俘获和囚禁在一定范围内的装置，最早由德国物理学家沃尔夫冈·保罗发明。离子阱技术不仅用于基础物理研究，还在量子计算中发挥了重要作用，因为原子本身就是很好的量子比特。通过激光等工具，科学家可以精确操控离子的量子态，从而实现量子计算。然而，离子阱技术面临的主要挑战是如何在高保真度的情况下操控更多的量子比特，并应对来自光学和电子学系统中的噪声。近年来，中国科学家在离子阱量子计算领域取得了显著进展，成功实现了512个离子的稳定囚禁和冷却，并对300离子量子比特进行了量子模拟计算。