Projekt A01: Quantenmagnetismus in gefangenen Ionen

Wir untersuchen Quantenvielteilchensysteme aus wechselwirkenden Spins, realisiert durch einzelne Ionen in Operflächenfallengittern. Wir streben die Realisierung von Gittern mit maßgeschneiderten Zellstrukturen an, wobei die Kombination aus einer gezielten Anpassung der Normalmoden und einer weiterentwickelten Nahfeld-Mikrowellenmethode zur Realisierung nahezu beliebiger Spin-Spin Wechselwirkungen führen soll. Dabei soll die exzellente Kontrolle, die heutzutage für wenige Ionen besteht, optimal zu großen wechselwirkenden Vielteilchensystemen hin weiterentwickelt werden. Mögliche Anwendungen beinhalten die Implementierung von Kitaev Modellen oder Spins gekoppelt an bosonische Bewegungsfreiheitsgrade.


Veröffentlichungen

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Pulido-Mateo N, Mendpara H, Duwe M, Dubielzig T, Zarantonello G, Krinner L et al. Arbitrary quantum circuits on a fully integrated two-qubit computation register for a trapped-ion quantum processor. Physical Review Research. 2024 Jun 24;6(2):L022067. doi: 10.48550/arXiv.2403.19809, 10.1103/PhysRevResearch.6.L022067
Duwe M, Zarantonello G, Pulido-Mateo N, Mendpara H, Krinner L, Bautista-Salvador A et al. Numerical optimization of amplitude-modulated pulses in microwave-driven entanglement generation. Quantum Science and Technology. 2022 Okt;7(4):045005. Epub 2022 Jul 7. doi: 10.48550/arXiv.2112.07714, 10.1088/2058-9565/ac7b41
Dubielzig T, Halama S, Hahn H, Zarantonello G, Niemann M, Bautista-Salvador A et al. Ultra-low-vibration closed-cycle cryogenic surface-electrode ion trap apparatus. Review of scientific instruments. 2021 Apr 13;92(4):043201. doi: 10.1063/5.0024423
Raghunandan M, Wolf F, Ospelkaus C, Schmidt PO, Weimer H. Initialization of quantum simulators by sympathetic cooling. Science advances. 2020 Mär 6;6(10):eaaw9268. doi: 10.1126/sciadv.aaw9268
Hahn H, Zarantonello G, Schulte M, Bautista-Salvador A, Hammerer K, Ospelkaus C. Integrated 9Be+ multi-qubit gate device for the ion-trap quantum computer. npj Quantum information. 2019 Aug 16;5(1):70. Epub 2019 Aug 16. doi: 10.1038/s41534-019-0184-5, 10.15488/9283
Hahn H, Zarantonello G, Bautista-Salvador A, Wahnschaffe M, Kohnen M, Schoebel J et al. Multilayer ion trap with three-dimensional microwave circuitry for scalable quantum logic applications. Applied Physics B: Lasers and Optics. 2019 Jul 31;125(8):154. doi: 10.1007/s00340-019-7265-1
Leopold T, King SA, Micke P, Bautista-Salvador A, Heip JC, Ospelkaus C et al. A cryogenic radio-frequency ion trap for quantum logic spectroscopy of highly charged ions. Review of scientific instruments. 2019 Jul;90(7):073201. Epub 2019 Jul 29. doi: 10.1063/1.5100594
Zarantonello G, Hahn H, Schulte M, Bautista-Salvador A, Werner RF, Hammerer K et al. Robust and Resource-Efficient Microwave Near-Field Entangling ^{9}Be^{+} Gate. Physical review letters. 2019 Dez 31;123(26):260503. Epub 2019 Dez 26. doi: 10.48550/arXiv.1911.03954, 10.1103/PhysRevLett.123.260503
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Projektleiter

Prof. Dr. Christian Ospelkaus
Vorstand
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Mitarbeiter

Radhika Goyal
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