南方科技大学量子科学与工程研究院离子阱量子计算实验室，致力于发展以囚禁离子系统为物理载体的量子计算平台。作为早在1995年就被提议用于实验实现规模化量子计算的物理体系，离子阱量子计算已经历经20余年的发展。以超高真空中囚禁的原子离子为量子比特的载体，离子量子比特具有极高的稳定性，天然的全同性，以及超长的相干时间；利用具有高度可控性的光与离子相互作用，离子量子比特上的量子逻辑操作也具有极高的保真度，同时，离子量子比特间耦合的高连接密度也使得其可以更加高效的运行量子任务。得益于以上显著优势，直至今日，囚禁离子系统也仍是最有希望实现规模化量子计算的物理体系之一。

南科大量子院离子阱量子计算实验室正式启动于2020年的夏天，位于福田保税区国际量子研究院，拥有约300平方米的恒温恒湿实验环境。到目前为止，实验室内已完成了包括光学平台、激光器、真空系统、测控系统等一系列主要大型设备的入驻。

图1 实验室环境

截止至2021年夏天，在短短一年的时间内，量子院囚禁离子量子计算实验室经历了快速的发展。我们于2020年11月底完成了第一套刀片型离子阱系统的组装，并于2021年1月份实现了离子囚禁。在2021年上半年期间，我们陆续完成了单离子量子比特的高保真度逻辑操作与相干时间表征，中等规模长链离子的稳定囚禁，以及多离子量子比特的高保真低串扰读取等。当前，我们正朝着中小至中等规模囚禁离子量子计算系统构建的第一阶段目标稳步迈进。

图2 第一套刀片型离子阱

图3 长链离子的稳定囚禁

围绕构建规模化离子量子计算实验平台这一核心目标，我们已经在规模化离子量子比特的鲁棒量子控制、光学及射频测控系统的规模化扩展、集成化芯片型离子阱的设计与加工工艺探索等多个方向上同时展开了研究。人员方面，目前我们共有4名全职研究人员与本科生、硕士生若干。

在这里，我们科学研究与技术发展并行，期望探索具有优良扩展性的离子量子计算系统构建的系统化与工程化之路，并成为国内外离子量子计算领域的中坚力量。我们也期待着有更多相关领域的研究人员、以及对离子量子计算有浓厚兴趣的学生加入我们的团队。

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路尧（硕导/博导） luy7@sustech.edu.cn