Wat is Ionenval (ion trap)?

Antwoord: C. Hij gebruikt elektronische energieniveaus van ionen die met elektrische velden in vacuüm worden vastgehouden als qubits, en stuurt ze aan met lasers of microgolven

In een systeem met ionenvallen worden ionen zoals ytterbium of calcium in vacuüm zwevend gehouden en op een rij gezet, bijvoorbeeld met hoogfrequente elektrische velden van elektroden, en dienen elektronische energieniveaus van de ionen als qubits. Alle ionen van dezelfde soort hebben identieke eigenschappen, dus er is geen spreiding door fabricage, en lange coherentietijden en een hoge poortfideliteit zijn sterke punten van deze aanpak. De ionen delen via de coulombkracht een trillingsbeweging, zodat twee-qubitpoorten ook mogelijk zijn tussen ionen die geen buren zijn. Daar staat tegenover dat poorten trager zijn dan bij supergeleidende systemen en dat het aantal ionen dat in één val op een rij kan worden gezet beperkt is; het hanteren van veel ionen is dus een uitdaging.

Antwoord: B. Supergeleidende platformen hebben snelle poorten, maar verbinden qubits vooral met hun buren; platformen met ionenvallen hebben tragere poorten, maar kunnen gemakkelijk willekeurige ionen in dezelfde val rechtstreeks verbinden

Twee-qubitpoorten in supergeleidende platformen zijn snel, ongeveer tientallen tot honderden ns, maar de qubits zijn gekoppeld via schakelingen op de chip, dus ze zijn vooral met naburige qubits verbonden. Poorten in platformen met ionenvallen duren in het algemeen ongeveer enkele µs tot honderden µs, vaak twee tot drie ordes van grootte trager dan supergeleidende poorten, maar ionen in dezelfde val kunnen via hun gedeelde trillingsbeweging poorten uitvoeren in elke combinatie. Supergeleidende qubits zijn gefabriceerde schakelingen, dus hun frequenties variëren door minieme verschillen in de juncties, terwijl ionen van dezelfde soort allemaal identiek zijn. Supergeleidende platformen hebben een verdunningskoeler nodig, en platformen met ionenvallen een ultrahoog vacuüm en lasers.