Ion traps for quantum simulations, quantum computers and metrology

Linear 3D ion traps allow ion chains and qubits to be manipulated with great precision in a highly controllable and protected environment. PTB is currently developing novel 3D ion traps whose scalability allows several ion ensembles to be trapped at the same time. Selected materials and techniques from micromanufacturing are used to design traps with optimized electrical and thermal properties. Integrating electronic and optical components directly on the trap will allow compact and robust platforms for quantum applications to be implemented.

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Mikrostrukturierte Oberflächen Ionenfallen stellen eine Plattform für Quantensensoren dar und eignen sich zur Implementierung zukünftiger Quantencomputer. Eine wesentliche Voraussetzung um die Anzahl der kontrollierten Ionen und Qubits zu erhöhen ist eine Mikrostruktur welche das Anlegen vieler Signale ermöglicht, z. B. durch Integrierung von Mikrowellen-Leitungen. Mehrlagige Elektrodenstrukturen bieten eine Plattform welche dies ermöglichen. Ein Patent zur Herstellung solcher Strukturen wurde vor kurzem erteilt. Erste mehrlagige Ionenfallen wurden auf Basis des Herstellungsverfahrens produziert und mit ⁹Be⁺ Ionen getestet.

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