이온 트랩 (Ion Trap) 편집하기 (부분)

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== 이온 트랩의 장단점 ==

이온 트랩을 이용한 이온 큐비트가 다른 종류의 큐비트에 비해 갖는 대표적인 장점은 양자 결맞음 시간이 길다는 것이다. 하이퍼파인 큐비트는 스핀-에코나 다른 [[동적인 디커플링]] 없이도 50초 정도의 결맞음 시간을 갖고, [[동적인 디커플링]]을 이용하면 600초이상의 결맞음 시간이 가능하다. 두 개의 큐비트 양자 게이트 시간이 일반적으로 1에서 100 $$\mu s$$ 임을 생각하면 결맞음 시간과 게이트 시간의 비율은 $$\sim 10^{6}$$ 정도로 [[초전도 큐비트]](~$$10^{3}$$), [[리드버그 원자 큐비트]](~$$10^{2}$$)에 비해서 아주 크다.

또 다른 장점은 단일 큐비트 게이트와 두 개의 큐비트 양자 게이트가 아주 높은 충실도로 구현될 수 있다는 점이다. 단일 큐비트 게이트의 충실도는 99.9999% 이상으로 도달하였고, 이중 큐비트 얽힘 게이트의 충실도는 하이퍼파인 큐비트의 경우 99.9%에 도달하였고, 광학 큐비트의 경우 99.6%에 도달하였다. 이 정도의 충실도는 현재 초전도체 큐비트만 도달하였다.

상태의 초기화와 측정 또한 충실도가 높다. 200 $$\mu s$$ 보다 적은 측정 시간일 경우 99.99% 이상의 충실도에 도달하였고, 11 $$\mu s$$ 보다 적은 측정 시간일 경우 99.93%의 충실도에 도달하였다. 또한, 상태의 초기화와 측정을 한 번에 하는 경우 충실도는 99.93%의 충실도에 도달하였다. 또 다른 장점은 트랩된 이온들은 모두 양자상태의 구조 및 큐비트의 주파수가 동일하기 때문에 이온을 큐비트로 사용할 경우 시스템의 안정성이 높고, 양자게이트의 조작이 상대적으로 용이하다.

단점으로는 양자 게이트 시간 자체가 길다는 점이 있다. 높은 충실도의 두 개의 큐비트 게이트는 이온 트랩으로 수 십 $$\mu s$$에 구현이 되었는데, [[초전도체 큐비트]]의 경우 수 십$$ns$$에 가능하다. 이러한 상대적으로 느린 양자연산속도는 이온 트랩을 이용한 양자컴퓨팅 구현에 어려움들중의 하나로 생각되고 있다. 초단파 펄스를 이용하거나 pulse shaping을 이용해 게이트 시간을 줄이는 연구가 있었지만 2~20 $$\mu s$$ 사이의 시간으로만 줄이는 경우에도 양자 충실도가 76%에 불과하다. 또 다른 단점으로는 다른 플랫폼과 마찬가지로 큐비트의 개수를 100개 이상의 스케일로 늘리는데 여러가지 물리적인 한계점들이 존재한다는 것이다.<ref name="Bruzewicz2019">Bruzewicz, C. D., Chiaverini, J., McConnell, R., &amp; Sage, J. M. (2019), “Trapped-ion quantum computing: Progress and challenges”, ''Applied Physics Reviews'', ''6''(2) : 021314, https://doi.org/10.1063/1.5088164 </ref>

요약:

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