JP7439223B2 - 周期的境界条件に対して無線周波数電極整形がある原子オブジェクト閉じ込め装置 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０２１年１２月１０日に出願した米国出願第６３／２６５２１１号の優先権を主張し、その内容全体が参照により本明細書に組み込まれるものである。

様々な実施形態は、多次元原子オブジェクト閉じ込め装置（ｍｕｌｔｉ‐ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ａｔｏｍｉｃ ｏｂｊｅｃｔ ｃｏｎｆｉｎｅｍｅｎｔ ａｐｐａｒａｔｕｓ）に関する。たとえば、様々な実施形態は、トラップ領域の周期的アレイ（ｐｅｒｉｏｄｉｃ ａｒｒａｙ）を有する２次元原子オブジェクト閉じ込め装置に関する。たとえば、様々な実施形態は、多次元原子オブジェクト閉じ込め装置を備える量子コンピュータに関する。

量子電荷結合素子（ＱＣＣＤ）アーキテクチャは、大規模量子計算に使用され得るアーキテクチャの一種である。ＱＣＣＤアーキテクチャによれば、複数の原子オブジェクトが原子オブジェクト閉じ込め装置によって閉じ込められ、原子オブジェクトの量子状態の制御された発展が量子計算を実行するために使用される。様々なシナリオにおいて、原子オブジェクト閉じ込め装置は、トラップ領域の周期的アレイを備え得る。たとえば、トラップ領域の周期的アレイは、輸送、冷却、または量子ビットゲート動作などの様々なオペレーション（ｏｐｅｒａｔｉｏｎ）の並列化を可能にし得る。しかしながら、アレイのエッジは、原子オブジェクト閉じ込め装置内の電場および／または磁場の摂動につながる。

これらの摂動は、原子オブジェクトが周期的アレイのセルからセルへと閉じ込められる場所の位置の配置の周期性に摂動を引き起こし、複数のセル内で同時オペレーションを実行する意図でアレイの複数のセルにわたって共有されるか、または分配される（すなわち、ブロードキャストされる）、レーザー、または電極電圧、マイクロ波、もしくは磁場などの、他の任意の印加場により実行されるオペレーションの精度に影響を及ぼす可能性がある。また、これらの摂動は、周期的アレイの異なるセル内の原子オブジェクトの運動周波数の変化を引き起こし、同様にブロードキャストオペレーションの精度に影響を及ぼし得る。注がれた労力、創意工夫、および革新を通して、そのような以前の原子オブジェクト閉じ込め装置およびそのような原子オブジェクト閉じ込め装置を組み込んだシステムの多くの欠陥が、したがって、本発明の実施形態に従って構造化された解決策を開発することによって解決されており、その多くの例は、本明細書において詳細に説明される。

例示的な実施形態は、接合部を介して接続された１次元閉じ込めセグメントの実質的に周期的なアレイから形成される多次元原子オブジェクト閉じ込め装置および／または多次元原子オブジェクト閉じ込め装置を備えるシステムを提供する。様々な実施形態において、実質的に周期的なアレイの、本明細書において脚とも呼ばれる、１次元閉じ込めセグメントは、原子オブジェクト閉じ込め装置の中心ゾーン内に配置される。実質的に周期的なアレイは、複数の無線周波数（ＲＦ）レール電極によって少なくとも一部は画定される。発振電圧信号（たとえば、ＲＦ発振電圧信号）がＲＦレール電極に印加されたときに、ＲＦレール電極は、原子オブジェクト閉じ込め装置の中心ゾーン内に直線的トラップ領域および接合部のアレイの形態でトラップ擬ポテンシャルを生成する。ＲＦレール電極のエッジの有限の長さおよび／または存在により、原子オブジェクト閉じ込め装置の中心ゾーン内のトラップ擬ポテンシャルは、トラップ擬ポテンシャルおよび／またはトラップ領域のアレイの周期性に対する摂動を含む。

様々な実施形態は、ＲＦレール電極に加えて１つまたは複数のＲＦバス電極を含む。１つまたは複数のＲＦバス電極は、原子オブジェクト閉じ込め装置の中心ゾーンの周囲に少なくとも部分的に配設される。たとえば、ＲＦバス電極は、様々な実施形態において、原子オブジェクト閉じ込め装置の中心ゾーンの周りに配置される周囲ゾーン内に配設される。ＲＦバス電極は、発振電圧信号が（発振電圧信号が１つまたは複数のＲＦレール電極に印加されることに加えて）１つまたは複数のＲＦバス電極に印加されるときに原子オブジェクト閉じ込め装置の中心ゾーン内のトラップ擬ポテンシャルによって形成されるトラップ領域のアレイの周期性に対する摂動が低減され、および／または緩和されるように構成される。たとえば、様々な実施形態において、ＲＦバス電極は、発振電圧信号が１つまたは複数のＲＦバス電極に印加されるときに原子オブジェクト閉じ込め装置の中心ゾーン内のトラップ領域のアレイおよび／またはトラップ擬ポテンシャルが実質的に周期的であるように構成される。

様々な実施形態において、トラップ擬ポテンシャルは、原子オブジェクト閉じ込め装置によって（たとえば、トラップ領域のアレイのそれぞれのトラップ領域内に）１つまたは複数の原子オブジェクトを閉じ込めるために使用される。例示的な一実施形態において、原子オブジェクト閉じ込め装置は、表面イオントラップ、ポールトラップ、および／または同様のものなどのイオントラップである。例示的な一実施形態において、原子オブジェクトは、イオン、原子、多イオンもしくは多原子団もしくは結晶、中性もしくはイオン性分子、および／または同様のものである。例示的な一実施形態では、原子オブジェクト閉じ込め装置は、量子プロセッサおよび／または量子コンピュータの一部であり、原子オブジェクト閉じ込め装置によって閉じ込められた１つまたは複数の原子オブジェクトは、量子プロセッサおよび／または量子コンピュータの量子ビットとして使用される。

第１の態様によれば、原子オブジェクト閉じ込め装置が提供される。例示的な一実施形態において、原子オブジェクト閉じ込め装置は、複数の電極を備える。複数の電極は、複数のＲＦレール電極を含む。複数のＲＦレール電極は、少なくとも一部は、閉じ込めセグメントの周期的アレイを画定するように配置構成される。複数のＲＦレール電極は、発振電圧信号がそれに印加されたときに複数のＲＦレール電極がトラップ領域のアレイのそれぞれのトラップ領域内に少なくとも１つの原子オブジェクトを含むように構成されたトラップ領域のアレイの形態で擬ポテンシャルを発生させるように構成される。複数の電極は、原子オブジェクト閉じ込め装置の周囲ゾーンの少なくとも一部に配設された１つまたは複数のＲＦバス電極をさらに含む。１つまたは複数のＲＦバス電極は、発振電圧信号がそれに印加されたときに１つまたは複数のＲＦバス電極がトラップ領域のアレイを実質的に周期的にさせるように構成される。

例示的な一実施形態において、複数のＲＦレール電極は、周期的配置構成で配設され、周期的配置構成は、少なくとも一部はタイリングセルによって画定される。

例示的な一実施形態において、１つまたは複数のＲＦバス電極の一部は、周囲ゾーンに配設されたタイリングセルの少なくとも部分的なコピーである１つまたは複数の周囲セルを含む。

例示的な一実施形態において、１つまたは複数のＲＦバス電極は、周囲ゾーンの少なくとも１つのエッジに実質的に沿って延在する連続的な電極を含む。

例示的な一実施形態において、連続的な電極は、実質的に長方形の形状である。

例示的な一実施形態において、連続的な電極は、各々周囲ゾーンのそれぞれのエッジに沿って延在する電極部分を含む。

例示的な一実施形態において、各電極部分は、（ａ）実質的に長方形、または（ｂ）傾斜エッジのいずれかの一方である。

例示的な一実施形態において、少なくとも１つの電極部分は、少なくとも１つの電極部分の長さに沿って変化する幅を有する。

例示的な一実施形態において、少なくとも１つの電極部分は、少なくとも１つの電極部分の中間で最も狭い。

例示的な一実施形態において、１つまたは複数のＲＦバス電極は、１つまたは複数のコーナー特徴部を備え、各コーナー特徴部は周囲ゾーンのそれぞれのコーナーに配設される。

例示的な一実施形態において、１つまたは複数のＲＦバス電極は、複数の個別ＲＦバス電極を含む。

例示的な一実施形態において、複数の個別ＲＦバス電極の各個別ＲＦバス電極は、複数のＲＦレール電極のそれぞれの１つまたは対のそれぞれの端部から延在する。

別の態様によれば、原子オブジェクト閉じ込め装置が提供される。例示的な一実施形態において、原子オブジェクト閉じ込め装置は、１つまたは複数のＲＦレール電極および１つまたは複数のＲＦバス電極を備える。１つまたは複数のＲＦレール電極の少なくともサブセットは、原子オブジェクト閉じ込め装置の中心ゾーン内に配設され、ＲＦバス電極は、原子オブジェクト閉じ込め装置の周囲ゾーンに配設される。周囲ゾーンは、中心ゾーンの周りに配設される。１つまたは複数のＲＦレール電極および１つまたは複数のＲＦバス電極は、発振電圧信号が１つまたは複数のＲＦレール電極および１つまたは複数のＲＦバス電極に印加されたときに１つまたは複数のＲＦレール電極および１つまたは複数のＲＦバス電極が原子オブジェクト閉じ込め装置の中心ゾーンの少なくとも一部の中でトラップ領域の周期的アレイを生成するように構成される。

さらに別の態様によれば、量子コンピュータが提供される。例示的な一実施形態において、量子コンピュータは、原子オブジェクト閉じ込め装置を備える。原子オブジェクト閉じ込め装置は、複数の電極を備える。複数の電極は、複数のＲＦレール電極を含む。複数のＲＦレール電極は、少なくとも一部は、閉じ込めセグメントの周期的アレイを画定するように配置構成される。複数のＲＦレール電極は、発振電圧信号がそれに印加されたときに複数のＲＦレール電極がトラップ領域のアレイのそれぞれのトラップ領域内に少なくとも１つの原子オブジェクトを収容するように構成されたトラップ領域のアレイを生成するように構成される。複数の電極は、原子オブジェクト閉じ込め装置の周囲ゾーンの少なくとも一部に配設された１つまたは複数のＲＦバス電極をさらに含む。１つまたは複数のＲＦバス電極は、発振電圧信号がそれに印加されたときに１つまたは複数のＲＦバス電極がトラップ領域のアレイを実質的に周期的にさせるように構成される。

例示的な一実施形態において、量子コンピュータは、コントローラ、および電圧源をさらに備え、コントローラは、電圧源に発振電圧信号を発生させるように構成されている。

例示的な一実施形態において、量子コンピュータは、マニピュレーション源（ｍａｎｉｐｕｌａｔｉｏｎ ｓｏｕｒｃｅ）と、マニピュレーション源によって生成されたマニピュレーション信号（ｍａｎｉｐｕｌａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌ）を、マニピュレーション信号がトラップ領域の実質的に周期的なアレイ内の２つまたはそれ以上の位置に入射するように誘導し、２つまたはそれ以上の位置はトラップ領域の実質的に周期的なアレイの周期におけるそれぞれの同じ点にある、ように構成されている１または複数の光学素子とをさらに備える。

例示的な一実施形態において、原子オブジェクト閉じ込め装置は、２つまたはそれ以上の原子オブジェクトを閉じ込めるように構成され、マニピュレーション信号は、２つまたはそれ以上の原子オブジェクトのうちの少なくとも２つに対してオペレーションを実行するように構成され、少なくとも２つの原子オブジェクトのそれぞれは、マニピュレーション信号が２つまたはそれ以上の位置に入射されるときに２つまたはそれ以上の位置のそれぞれの１つに配置されている。

例示的な一実施形態において、複数のＲＦレール電極は、周期的配置構成で配設され、周期的配置構成は、少なくとも一部はタイリングセルによって画定され、１つまたは複数のＲＦバス電極の一部は、周囲ゾーンに配設されたタイリングセルの少なくとも部分的なコピーである１つまたは複数の周囲セルを含む。

例示的な一実施形態において、１つまたは複数のＲＦバス電極は、周囲ゾーンの少なくとも１つのエッジに実質的に沿って延在する連続的な電極を含む。

例示的な一実施形態において、１つまたは複数のＲＦバス電極は、複数の個別ＲＦバス電極を含む。

本発明を一般的な用語で説明しており、添付図面を参照するが、必ずしも縮尺通りでない。

例示的な一実施形態による、例示的な原子オブジェクト閉じ込め装置を例示する図である。 図１に示されている例示的な原子オブジェクト閉じ込め装置の一部の詳細図である。 ＲＦバスを含まない原子オブジェクト閉じ込め装置内の特定の位置における、およびＲＦバスを含む例示的な一実施形態の原子オブジェクト閉じ込め装置内の特定の位置におけるトラップ擬ポテンシャルによって引き起こされる閉じ込めの変動を例示する図である。 例示的な一実施形態による、別の例示的な原子オブジェクト閉じ込め装置を例示する図である。 例示的な一実施形態による、例示的な原子オブジェクト閉じ込め装置を例示する図である。 例示的な一実施形態による、別の例示的な原子オブジェクト閉じ込め装置を例示する図である。 様々な実施形態による例示的な量子コンピューティングシステムを例示する概略図である。 様々な実施形態による、量子コンピュータの例示的なコントローラの概略図である。 例示的な一実施形態により使用され得る量子コンピュータシステムの例示的なコンピューティングエンティティの概略図である。

次に、本発明は、本発明の実施形態のすべてではなくそのうちのいくつかの実施形態が図示されている、添付図面を参照しつつ、さらに詳しく以下で説明される。実際、本発明は、多くの異なる形態で具現化されてよく、本明細書において述べられている実施形態に限定されると解釈されるべきではなく、むしろ、これらの実施形態は、この開示が適用可能な法的要件を満たすように提供される。「または」（「／」とも表記）という言い回しは、断りのない限り、本明細書において代替的な意味および接続的な意味の両方で使用される。「例示する」および「例示的な」という言い回しは、品質レベルを示さない例として使用される。「一般的に」、および「約」という言い回しは、断りのない限り、工学および／または製造限界の範囲内および／または使用者測定能力の範囲内を指す。全体を通して、類似の番号は、類似の要素を指す。

様々な実施形態において、多次元（たとえば、２次元）原子オブジェクト閉じ込め装置が提供される。多次元原子オブジェクト閉じ込め装置は、複数の電極を備える。様々な実施形態において、複数の電極は、複数のＲＦレール電極を含む。複数のＲＦレール電極は、少なくとも一部は、１次元閉じ込めセグメント（本明細書では脚とも称される）の周期的アレイを画定する。様々な実施形態において、１次元閉じ込めセグメントの周期的アレイは、原子オブジェクト閉じ込め装置の中心ゾーン内に実質的に配設される。たとえば、閉じ込めセグメントの周期的アレイの実質的にすべておよび／または大部分が、中心ゾーン内に配設されるが、閉じ込めセグメントの周期的アレイのより小部分は、原子オブジェクト閉じ込め装置の周囲ゾーン内に配設されてもよい。１次元閉じ込めセグメントは、原子オブジェクト閉じ込め装置によって閉じ込められた原子オブジェクトが、対応する接合部を通して１次元閉じ込めセグメントのそれぞれのセグメントの間で輸送され得るように接合部を介して接続されている。１次元閉じ込めセグメントの周期的アレイの１次元閉じ込めセグメントの各々は、実質的に１次元のトラップ閉じ込め領域内に原子オブジェクトをトラップするように構成される。実質的に１次元トラップ領域は、（ＲＦ）発振電圧信号を、閉じ込めセグメントの周期的アレイを（少なくとも部分的に）画定するＲＦレール電極に印加することによって生成され、および／または形成される。特に、ＲＦレール電極への発振電圧信号の印加は、閉じ込めセグメントの周期的アレイ内に原子オブジェクトを閉じ込めるように構成されているトラップ擬ポテンシャルの発生を引き起こす。

閉じ込めセグメントの周期的アレイは有限であり、および／またはエッジを有するので、閉じ込めセグメントの周期的アレイのエッジによって引き起こされる効果は、結果として、原子オブジェクト閉じ込め装置の中心領域内のトラップ擬ポテンシャルの周期性の摂動をもたらす。言い換えると、アレイエッジ効果によって引き起こされる摂動により、トラップ領域のアレイは、実質的に周期的ではなくむしろ中心ゾーン内で一般に準周期的である。これらの摂動は、トラップ領域のアレイのトポロジーに基づくオペレーションの並列化を高い忠実度で効率的に実行する能力を低下させる。たとえば、摂動は、原子オブジェクト閉じ込め装置全体にわたる電場および／または磁場の周期性に影響を及ぼす。これらの摂動は、原子オブジェクトが周期的アレイのセルからセルへと閉じ込められる場所の位置の配置の変化を引き起こし、レーザーのアライメントおよびブロードキャストされる直流信号の精度に影響を及ぼす可能性がある。これらの摂動は、周期的アレイの異なるセル内の原子オブジェクトの運動周波数の変化も引き起こし、ブロードキャストされたレーザーまたはマイクロ波もしくは磁場などの任意の他の印加場により実行されるオペレーションの精度に影響を及ぼし得る。したがって、原子オブジェクト閉じ込め装置のオペレーションに対するアレイエッジ効果をどのように緩和するかという技術的問題が存在する。

様々な実施形態は、これらの技術的問題に対する技術的解決策を提供する。たとえば、様々な実施形態において、原子オブジェクト閉じ込め装置は、（ＲＦ）発振電圧信号がそれに印加されたときに原子オブジェクト閉じ込め装置の中心ゾーン内のトラップ領域のアレイが実質的に周期的であるようにアレイエッジ効果を緩和するように構成されるＲＦバスを備える。たとえば、様々な実施形態において、原子オブジェクト閉じ込め装置の複数の電極は、ＲＦレール電極に加えて、１つまたは複数のＲＦバス電極を含む。様々な実施形態において、１つまたは複数のＲＦバス電極は、中心ゾーン（一般的に、閉じ込めセグメントの周期的アレイを含みおよび／または収容する）の周りに配設される周囲ゾーン内に配設される。ＲＦバス電極は、発振電圧信号がそれに印加されたときに原子オブジェクト閉じ込め装置の中心部分内のトラップ擬ポテンシャルが実質的に周期的であるように構成される。たとえば、ＲＦバス電極は、発振電圧信号がそれに印加されたときにトラップ領域の周期的アレイの周期性に対する摂動が低減され、および／または緩和されるように構成される。たとえば、１つまたは複数のＲＦバス電極への発振電圧信号の印加によって発生する電場および／または磁場は、原子オブジェクト閉じ込め装置の中心部分に影響を及ぼし閉じ込めセグメントの周期的アレイの有限サイズによって引き起こされるエッジ効果摂動の少なくとも一部を打ち消し、低減し、および／または緩和する。したがって、様々な実施形態は、原子オブジェクト閉じ込め装置、量子プロセッサ、量子コンピュータ、および／または同様のものの分野に対して技術的な改善を提供する。

さらに、様々な実施形態は、多次元原子オブジェクト閉じ込め装置を備えるシステムを提供する。たとえば、様々な実施形態は、原子オブジェクト閉じ込め装置の中心ゾーン内に実質的に周期的なトラップ擬ポテンシャルおよび／またはトラップ領域の実質的に周期的なアレイを生成するように構成された複数のＲＦレール電極および１つまたは複数のＲＦバス電極を備える多次元原子オブジェクト閉じ込め装置を備える量子プロセッサまたは量子コンピュータを提供する。たとえば、システムは、量子プロセッサの量子ビット（たとえば、量子ビット）のコヒーレンス時間内により深い量子回路が実装され得るように量子回路の実行時間を短縮するために並列オペレーションを実行するように構成された量子プロセッサであってもよい。

様々な実施形態において、トラップ擬ポテンシャルは、原子オブジェクト閉じ込め装置によって１つまたは複数の原子オブジェクトを閉じ込めるために使用される。たとえば、トラップ擬ポテンシャルは、原子オブジェクトがトラップ領域の実質的に周期的なアレイのトラップ領域のそれぞれのトラップ領域の中に閉じ込められ得るように中心ゾーン内にトラップ領域の実質的に周期的なアレイを形成するものとしてよい。例示的な一実施形態において、原子オブジェクト閉じ込め装置は、表面イオントラップ、ポールトラップ、および／または同様のものなどのイオントラップである。例示的な一実施形態において、原子オブジェクトは、イオン、原子、多イオンもしくは多原子団もしくは結晶、中性もしくはイオン性分子、中性またはイオン性分子の集団、および／または同様のものである。例示的な一実施形態では、原子オブジェクト閉じ込め装置は、量子プロセッサおよび／または量子コンピュータの一部であり、原子オブジェクト閉じ込め装置によって閉じ込められた１つまたは複数の原子オブジェクトは、量子プロセッサおよび／または量子コンピュータの量子ビットとして使用される。

図１は、例示的な一実施形態による、原子オブジェクト閉じ込め装置１００を例示している。様々な実施形態において、原子オブジェクト閉じ込め装置１００は、複数の電極を備える。複数の電極は、ＲＦレール電極１２２およびＲＦバス電極１１２を含む。たとえば、原子オブジェクト閉じ込め装置１００は、複数のＲＦレール電極１２２を含む中心ゾーン１２０を備える。複数のＲＦレール電極１２２は、少なくとも一部は、閉じ込めセグメント１３２の周期的アレイを画定する。たとえば、原子オブジェクト閉じ込め装置１００は、原子オブジェクト閉じ込め装置１００の周囲ゾーン１１６内に配設されたＲＦバス電極１１２を備える。周囲ゾーン１１６は、中心ゾーン１２０の周り（たとえば、その周囲に）配設される。様々な実施形態において、原子オブジェクト閉じ込め装置１００は、原子オブジェクトが（たとえば、それぞれのトラップ領域内に）トラップされ、および／もしくは閉じ込められ、ならびに／または原子オブジェクト閉じ込め装置１００の中心ゾーン内に配置された原子オブジェクト上でオペレーションおよび／または機能が実行され得るように構成される。しかしながら、原子オブジェクトは、一般的に、原子オブジェクト閉じ込め装置１００の周囲ゾーン１１６内にトラップされ、および／または閉じ込められることはない。

上で指摘されているように、ＲＦレール電極１２２は、少なくとも一部は、閉じ込めセグメント１３２の周期的アレイを画定する。図１Ａは、図１のボックス１５０の詳細図である。図１Ａに示されているように、原子オブジェクト閉じ込め装置１００の複数の電極は、様々な実施形態において、トラップおよび／または輸送（ＴＴ）電極１５６（たとえば、１５６Ａ、１５６Ｂ、１５６Ｃ、１５６Ｄ）のシーケンスおよび／またはシリーズ１５４（たとえば、１５４Ａ、１５４Ｂ、１５４Ｃ）をさらに含む。（ＲＦ）発振電圧信号がＲＦレール電極１２２に印加されたときに、トラップ領域のアレイの１次元トラップ領域１３０内に原子オブジェクトをトラップし、および／または閉じ込めるように構成されているトラップ擬ポテンシャルが生成される。１次元トラップ領域は、無線周波数ヌルを含む。無線周波数ヌルは、最も弱い擬ポテンシャル勾配の方向によって定義される１次元の経路である。無線周波数ヌルに沿ったいくつかの点において、擬ポテンシャルは実質的にゼロに等しい。したがって、無線周波数ヌルは、安定した１次元トラップ領域１３０を形成する。原子オブジェクト閉じ込め装置のトラップ領域は、それぞれの無線周波数ヌルによって実質的に画定される。たとえば、１次元トラップ領域１３０に沿った無線周波数ヌルは、原子オブジェクトがトラップ領域の長さに沿って輸送され得るトラップ領域に沿った輸送経路を画定する。

特に、ＲＦレール電極１２２ならびにＴＴ電極１５６のシーケンスおよび／またはシリーズ１５４は、原子オブジェクト閉じ込め装置１００（たとえば、中心ゾーン１２０内）の閉じ込めセグメント１３２または脚の周期的アレイを形成する。（ＲＦ）発振電圧信号がＲＦレール電極１２２に印加されたときに、トラップ領域１３０のアレイが生成される。たとえば、原子オブジェクトは、原子オブジェクト閉じ込め装置１００の上側表面（たとえば、ＴＴ電極１５６およびＲＦレール電極１２２の同一平面上の上側表面）より特定の距離（たとえば、約２０μｍから約２００μｍ）だけ上にあるトラップ領域１３０のアレイ内のそれぞれの位置で安定させることができる。言い換えれば、ＲＦレール電極１２２ならびにＴＴ電極のシーケンスおよび／またはシリーズ１５４は、閉じ込めセグメントの物理的なおよび／または有形の周期的アレイを画定し、および／または形成し、そのＲＦレール電極１２２への発振電圧の印加は、トラップ領域のアレイの形態でトラップ擬ポテンシャルの形成および／または発生を引き起こす。

様々な実施形態において、ＴＴ電極１５６は、対応する１次元トラップ領域１３０に沿った原子オブジェクトの輸送を引き起こす電位井戸を生成し、および／または１次元トラップ領域１３０に沿ったそれぞれの選択された位置に原子オブジェクトを維持するように構成されている。様々な実施形態において、ＲＦレール電極１２２は各々、それぞれの長手方向軸１２４（たとえば、１２４Ａ、１２４Ｂ）を画定する。様々な実施形態において、ＴＴ電極１５６の各シーケンスおよび／またはシリーズ１５４は、ＴＴ電極のシーケンスおよび／またはシリーズおよび／またはＲＦレール電極の長さの少なくとも一部の対応するＲＦレール電極１２２のそれぞれの長手方向軸１２４に実質的に平行に延在する。ＴＴ電極１５６の各シーケンスおよび／またはシリーズ１５４は、複数のＴＴ電極を含む。ＴＴ電極は、様々な幅（たとえば、対応するＲＦレール電極１２２のそれぞれの長手方向軸１２４によって定められる方向の）および／または形状を有し得る。たとえば、ＴＴ電極１５６Ｄは、ＴＴ電極１５６Ｃと比較して、それぞれの長手方向軸１２４Ａによって定められる方向において狭い。例示的な一実施形態において、各脚および／または閉じ込めセグメントは、２つのＲＦレール電極１２２Ａ、１２２Ｂ、およびＴＴ電極１５６の３つのシーケンスおよび／またはシリーズ１５４Ａ、１５４Ｂ、１５４Ｃを備える。たとえば、第１のシーケンスおよび／またはシリーズ１５４Ａは、第１のＲＦレール電極１２２Ａの外側エッジに少なくとも一部は沿って配設されてもよく、ＴＴ電極１５６の第２のシーケンスおよび／またはシリーズ１５４Ｂは、第１のＲＦレール電極１２２Ａと第２のＲＦレール電極１２２Ｂとの間に配設されてもよく、ＴＴ電極１５６の第３のシーケンスおよび／またはシリーズ１５４Ｃは、第２のＲＦレール電極１２２Ｂの外側エッジに少なくとも一部は沿って配設されてもよい。様々な実施形態において、ＴＴ電極１５６の各々は、ＲＦレール電極１２２の上側表面と実質的に同一平面上にある実質的同一平面上側表面により形成される。

様々な実施形態において、ＴＴ電極１５６は、それに印加される制御電圧信号を有し、ＴＴ電極１５６が原子オブジェクトがトラップ領域１３０に対して輸送経路に沿って（たとえば、ＲＦヌルに沿って）輸送されることを引き起こす時間依存の電位場を生成するように構成される。それに加えて、ＴＴ電極１５６に印加される制御電圧信号は、トラップ領域１３０内に閉じ込められおよび／またはトラップされた原子オブジェクトがＲＦヌルに実質的に従う、および／または沿っている軌道を横断することを引き起こし得る。様々な実施形態において、ＴＴ電極１５６に印加される制御電圧信号は、ＲＦレール電極１２２（およびＲＦバス電極１１２）に印加される（ＲＦ）発振電圧信号の時間発展と比較して遅いそれぞれの時間発展（場合によってはローパスフィルタの使用に少なくとも一部は起因する）を有する。例示的な一実施形態において、「遅い」という言い回しは、実質的に非ゼロの振幅を有する最高周波数のフーリエ成分が、ＲＦレール電極１２２（およびＲＦバス電極１１２）に印加される（ＲＦ）発振電圧信号の周波数よりも遅いということを意味する。

様々な実施形態において、ＴＴ電極１５６のシーケンスおよび／またはシリーズ１５４は、ゾーンおよび／または領域１６０（たとえば、１６０Ａ、１６０Ｂ、１６０Ｃ）内に編成され、および／または配置構成される。様々な電極１５６は、様々なサイズおよび／または形状を有し得る。たとえば、電極１５６Ｄは、電極１５６Ｃよりも、隣接するＲＦレール電極１２２に実質的に平行な方向に狭い。

図１に戻ると、ＲＦレール電極１２２は、少なくとも一部は、原子オブジェクト閉じ込め装置１００の少なくとも中心ゾーン１２０内に、閉じ込めセグメントの周期的アレイを画定する。様々な実施形態において、閉じ込めセグメント１３２の周期的アレイは、タイリングセル１３５の周期的再帰によって形成され、および／または生成される。たとえば、原子オブジェクト閉じ込め装置１００の少なくとも中心ゾーン１２０は、タイリングセル１３５のコピーによってタイリングされ得る。たとえば、原子オブジェクト閉じ込め装置１００は、少なくとも中心ゾーン１２０内にタイリングセル１３５のテッセレーションを含んでもよい。

図１、図２、図３、および図４に例示されている実施形態において、タイリングセル１３５は、９０度の回転的に隣接する閉じ込めセグメントの間の角度θでそこから延在する４つの１次元閉じ込めセグメントを有する接合部によって形成される。様々な実施形態において、タイリングセル１３５は、用途に適切なように、回転的に隣接する閉じ込めセグメントの間の様々な角度θを有する任意の数の閉じ込めセグメントによって形成され得る。たとえば、例示的な一実施形態において、タイリングセル１３５のコピーの周期的配置構成は、閉じ込めセグメント１３２の長方形および／または正方形、三角形、六角形、および／または他の形状の周期的アレイを形成し得る。

様々な物理的制約（たとえば、チップサイズ、クライオスタット、および真空チャンバサイズ、など）のせいで、原子オブジェクト閉じ込め装置１００は、サイズが無限ではなく、閉じ込めセグメント１３２の周期的アレイは無限に延在することはない。閉じ込めセグメントの周期的アレイのエッジおよび／または終端によって引き起こされるアレイエッジ効果は、原子オブジェクト閉じ込め装置１００の中心ゾーン１２０内のトラップ擬ポテンシャルおよび／またはトラップ領域のアレイの周期性に影響を及ぼす摂動を引き起こす。これらの摂動は、原子オブジェクトが周期的アレイのセルからセルへと閉じ込められる場所の位置の配置の変化を引き起こし、レーザーのアライメントおよびブロードキャストされる直流信号の精度に影響を及ぼす可能性がある。これらの摂動は、周期的アレイの異なるセル内の原子オブジェクトの運動周波数の変化も引き起こし、ブロードキャストされたレーザーまたはマイクロ波もしくは磁場の勾配などの任意の他の印加場により実行されるオペレーションの精度に影響を及ぼし得る。

このようにして、閉じ込めセグメントの周期的アレイのサイズが有限であることによって引き起こされるアレイエッジ効果は、原子オブジェクト閉じ込め装置によって閉じ込められた原子オブジェクトに対して並列化オペレーションが実行され得る忠実度を低下させ、および／または（十分に高い忠実度の）並列化オペレーションを実装する技術的複雑さを著しく高める。たとえば、図１には例示的なビーム経路１７０が示されており、ビーム経路１７０は、マニピュレーション信号（たとえば、レーザービーム）が原子オブジェクト閉じ込め装置１００を横切って伝搬し得る例示的な経路である。位置１７２Ａおよび１７２Ｂは、閉じ込めセグメントの周期的アレイの周期性における位相の同じ点および／または閉じ込めセグメントの周期的アレイの周期におけるそれぞれの同じ点に配置される。ビーム経路１７０に沿って伝搬するマニピュレーション信号が、位置１７２Ａおよび１７２Ｂにそれぞれ配置される原子オブジェクトに対して効率的に並列オペレーションを実行するために、トラップ擬ポテンシャルは、位置１７２Ａおよび１７２Ｂにおいて実質的に同一であることが望ましい。位置１７２Ａおよび１７２Ｂは、閉じ込めセグメント１３２の周期的アレイの周期性の位相において同じ点に配置されるので、位置１７２Ａおよび１７２Ｂは、トラップ領域１３０のアレイの周期性の位相において同じ点に配置されると予想するか、または仮定することもあり得る。しかしながら、閉じ込めセグメント１３２の周期的アレイのアレイエッジ効果によって引き起こされる摂動は、実行されている並列オペレーションの忠実度に悪影響を及ぼすのに十分なほど重大な、位置１７２Ａおよび１７２Ｂにおけるトラップ擬ポテンシャルの差異を引き起こす。

原子オブジェクト閉じ込め装置１００の様々な実施形態は、周囲ゾーン１１６内に配設されたＲＦバス１１０を備える。周囲ゾーン１１６は、原子オブジェクト閉じ込め装置１００の中心ゾーン１２０の周囲に配設される。図１において、周囲ゾーン１１６は、破線の長方形の間の領域として例示されている。様々な実施形態において、ＲＦバス１１０は、少なくとも１つのＲＦバス電極１１２を含んでいる。様々な実施形態において、ＲＦバス１１０は、１つまたは複数の少なくとも部分的な周囲セル１１４（本明細書において（部分的）周囲セルと称される）を備える。たとえば、（部分的）周囲セル１１４は、タイリングセル１３５のそれぞれの部分のコピーであるＲＦレール電極１２２および場合によってはＴＴ電極１５６を備える。例示的な一実施形態において、（部分的）周囲セル１１４は、ＴＴ電極１５６を含まないか、または原子オブジェクト閉じ込め装置１００の中心ゾーン１２０内に配設されたタイリングセル１３５とは異なるトポロジーおよび／またはジオメトリのＴＴ電極を含む。しかしながら、（部分的）周囲セル１１４は、一般的に、原子オブジェクトに対するオペレーションを実行するために使用されない。たとえば、原子オブジェクト閉じ込め装置１００のＲＦバス１１０は、ＲＦバス電極１１２に隣接し、および／または接する（部分的）周囲セル１１４の行を含んでいる。（部分的）周囲セル１１４は、原子オブジェクト閉じ込め装置１００の中心ゾーン１２０内の閉じ込めセグメント１３２と同じトポロジーおよび／またはジオメトリを維持し、および／または有する。様々な実施形態において、ＲＦバス１１０は、用途に応じて、（部分的）周囲セルおよび／または完全な周囲セルの１つまたは複数の行／列を含み得る。

様々な実施形態において、ＲＦバス電極１１２は、連続的なＲＦバス電極である。本明細書で使用されているように、連続的なＲＦバス電極は、中心ゾーン１２０の周囲ゾーン１１６の側部またはエッジの長さに実質的に沿って延在する。たとえば、ＲＦバス電極１１２は、周囲ゾーン１１６の対応する側部またはエッジと実質的に等しい（たとえば、実質的に下回らない）長さを有する。たとえば、１つのＲＦバス電極１１２は、周囲ゾーン１１６の側部またはエッジに沿って延在する。

図１に例示されている実施形態において、１つまたは複数のＲＦバス電極１１２は、各々原子オブジェクト閉じ込め装置１００の周囲ゾーン１１６のそれぞれのエッジまたは側部に沿って延在する２つの実質的に長方形のＲＦバス電極１１２を含む。たとえば、例示されている実施形態では、ＲＦバス電極１１２は、原子オブジェクト閉じ込め装置１００の周囲ゾーン１１６の対向するエッジまたは側部（たとえば、図１によって定められている座標が与えられた場合に一定のｘ値で定義された側部）の長さだけ延在する。一例において、追加のＲＦバス電極１１２は、周囲ゾーン１１６の他の反対側のエッジまたは側部（たとえば、図１によって定義された座標を与えられた場合に一定のｙ値で定義された側部）の長さだけ延在する。例示的な一実施形態において、単一のＲＦバス電極１１２は、実質的に長方形のコンポーネントまたは電極部分から形成され、周囲ゾーン１１６の全体および／または中心ゾーン１２０の周囲全体の周りに延在する。

様々な実施形態において、ＲＦバス１１０は、（ＲＦ）発振信号がそれに（たとえば、ＲＦバス電極１１２および（部分的）周囲セル１１４のＲＦレール電極１２２に）印加されたときに、トラップ領域１３０のアレイの周期性に対するアレイエッジ効果によって引き起こされる摂動は、トラップ領域１３０のアレイおよび／または中心ゾーン１２０の少なくとも一部内のトラップ擬ポテンシャルが実質的に周期的であるように低減され、および／または緩和されるように構成される。

図１Ｂは、発振ＲＦ信号が中心領域１２０内のＲＦレール電極１２２に供給されるがＲＦバス１１０の電極（たとえば、周囲ゾーン１１６に配置されるＲＦレール電極１２２、およびＲＦバス電極１１２）には印加されないときに、水平脚（および／または直線的／１次元トラップセグメント）１４０のそれぞれの中心点１４２における高さ変動を例示するプロット１９０および閉じ込め（トラップ擬ポテンシャルのラプラシアンで表されるような）変動を例示するプロット１９２を提示している。言い換えると、プロット１９０、１９２は、それぞれ、ＲＦバスを含まない原子オブジェクト閉じ込め装置における水平脚１４０の中心点１４２でのトラップ擬ポテンシャルによって引き起こされる原子オブジェクト閉じ込め装置の表面より上の原子オブジェクト高さおよび、閉じ込めの変動を例示している。プロット１９０、１９２を見るとわかるように、擬ポテンシャルは、水平脚１４０の間で著しく変化する。たとえば、プロット１９２を見るとわかるように、トラップ擬ポテンシャルのラプラシアンは、点１７２Ｂと比較して点１７２Ａにおいて著しく異なる。

プロット１９６は高さ変動を例示し、プロット１９８は、発振ＲＦ信号が中心ゾーン１２０内のＲＦレール電極１２２に供給され、ＲＦバス１１０（たとえば、周囲ゾーン１１６のＲＦレール電極１２２およびＲＦバス電極１１２）に印加されたときの水平脚（および／または直線的／１次元トラップセグメント）１４０のそれぞれの中心点１４２における閉じ込め（トラップ擬ポテンシャルのラプラシアンで表されるような）の変動を例示している。言い換えると、プロット１９６、１９８は、それぞれ、ＲＦバス１１０を含まない原子オブジェクト閉じ込め装置１００における水平脚１４０の中心点１４２でのトラップ擬ポテンシャルによって引き起こされる原子オブジェクト閉じ込め装置の表面より上の原子オブジェクト高さおよび、閉じ込めの変動を例示している。プロット１９６、１９８を見るとわかるように、閉じ込めは、図１に示されているようにトラップ領域にわたってごくわずかしか変化しない。たとえば、プロット１９８を見るとわかるように、トラップ擬ポテンシャルのラプラシアンは、点１７２Ａおよび１７２Ｂにおいて（たとえば、プロット１９２に示されているようにＲＦバス１１０が存在せず、および／または使用されないときと比較して）著しく一貫性が高い。理解されるべきであるが、様々な他の測定基準が、ＲＦバスを含まない原子オブジェクト閉じ込め装置１００と比較して、ＲＦバス１１０を含む原子オブジェクト閉じ込め装置１００におけるトラップ擬ポテンシャルの改善された周期性を定量化するために例示され、使用され得る。

様々な実施形態は、様々なタイプおよび／または様々な形状のＲＦバスを含む原子オブジェクト閉じ込め装置を提供する。様々な実施形態は、様々なタイプおよび／または様々な形状のＲＦバスを含む原子オブジェクト閉じ込め装置を備えるシステムを提供する。たとえば、様々な実施形態において、ＲＦバスに含まれる（部分的）周囲セルの行および／または列の数および／または割合が異なっていてもよい。様々な実施形態において、ＲＦバスは、いかなる（部分的）周囲セルも含まない。様々な実施形態において、ＲＦバスは、１つまたは複数の連続的なＲＦバス電極を含む。様々な実施形態において、ＲＦバスは、複数の個別および／または離散的ＲＦバス電極を含む。次に、ＲＦバスおよびＲＦバスを含む原子オブジェクト閉じ込め装置のいくつかの追加の例示的な実施形態が、図２、図３、および図４に関して説明される。

図２は、複数の個別または離散的なＲＦバス電極２１２を含むＲＦバス２１０を備える原子オブジェクト閉じ込め装置２００の例示的な実施形態を例示している。例示されている実施形態において、原子オブジェクト閉じ込め装置２００は、複数の電極を備える。複数の電極は、複数の個別または離散的なＲＦバス電極２１２、複数のＲＦレール電極２２２、および複数のＴＴ電極（図１Ａに示されているものに類似する）を含む。ＲＦレール電極２２２のいくつか、および／または大部分は、原子オブジェクト閉じ込め装置２００の中心ゾーン２２０内に配置され、ＲＦレール電極２２２のいくつかは、中心領域２２０の周囲に配設された周囲ゾーン２１６内に配置され、（部分的）周囲セル２１４を形成する。周囲ゾーン２１６は、図２に、２つの破線の長方形の間の空間として示されている。原子オブジェクト閉じ込め装置２００の中心ゾーン２２０内で、ＲＦレール電極２２２は、１次元閉じ込めセグメント２３２の周期的アレイを画定する。

（ＲＦ）発振電圧信号がＲＦレール電極２２２に印加されたときに、１次元トラップ領域２３０の２次元アレイが中心ゾーン２２０内に生成される。しかしながら、トラップ領域２３０のこのアレイの周期性は、１次元閉じ込めセグメント２３２の２次元周期的アレイのエッジに対応するアレイエッジ効果によって引き起こされる摂動に起因して、実質的に摂動される。（ＲＦ）発振電圧信号が、中心ゾーン２２０に配設されたＲＦレール電極２２２とＲＦバス２１０の両方（たとえば、周囲ゾーン２１６に配設されたＲＦレール電極２２２とＲＦバス電極２１２）に印加されたときに、１次元トラップ領域２３０の実質的に周期的な２次元アレイが生成される。

図２に例示されているように、様々な実施形態において、ＲＦバス電極２１２は、個別および／または離散的なＲＦバス電極２１２である。個別および／または離散的なＲＦバス電極２１２は、中心ゾーン２２０の周囲もしくは側部および／または周囲のエッジに沿って周囲ゾーン２１４の側部またはエッジ全体に及ばない。たとえば、複数の個別および／または離散的なＲＦバス電極２１２は、周囲ゾーン２１４の１つまたは複数の側部またはエッジに沿って互いに離間し得る。たとえば、例示されている実施形態において、各個別および／または離散的なＲＦバス電極２１２は、ＲＦレール電極２２２の単一の対から延在する。言い換えると、例示されている実施形態において、各個別および／または離散的なＲＦバス電極２１２は、（部分的）周囲セル２１４の単一の閉じ込めセグメントから延在する。例示的な一実施形態において、ＲＦバス電極２１２は、それぞれの（部分的）周囲セル２１４の１つまたは複数の閉じ込めセグメントから延在する。例示的な一実施形態において、ＲＦバス電極２１２は、（たとえば、隙間または接地金属によって分離されている）それぞれの（部分的）周囲セル２１４のＲＦレール電極２２２に直接的に物理的にまたは直接的に電気的に結合されることなくそれぞれの（部分的）周囲セル２１４の１つまたは複数の閉じ込めセグメントから延在する。例示的な一実施形態において、ＲＦバス電極２１２は、ＲＦバス電極２１２がＲＦレール電極２２２に直接的に物理的におよび／または直接的に電気的に結合されるようにそれぞれの（部分的）周囲セル２１４の１つまたは複数の閉じ込めセグメントの継続として形成される。

例示されている実施形態において、個別および／または離散的なＲＦバス電極２１２は、周囲ゾーン２１６の対向する側部またはエッジに沿って配設される。様々な実施形態において、個別および／または離散的なＲＦバス電極２１２は、周囲ゾーン２１６の３つもしくは４つの側部またはエッジに沿って配設される。例示的な一実施形態において、ＲＦバス２１０は、周囲ゾーン２１６の１つもしくは複数の側部またはエッジ（たとえば、対向する側部またはエッジ）に沿って配設された個別および／または離散的なＲＦバス電極２１２を含み、周囲ゾーン２１６の１つもしくは複数の他の側部またはエッジ（たとえば、対向する側部またはエッジの他の対）に沿った連続的なＲＦバス電極（たとえば、ＲＦバス電極１１２に類似する）を含み得る。

図２は、個別および／または離散的なＲＦバス電極２１２を、丸形、円形、および／または楕円形として例示している。しかしながら、様々な実施形態において、個別および／または離散的なＲＦバス電極２１２は、様々な形状を有し得る。たとえば、個別および／もしくは離散的なＲＦバス電極２１２は、用途に適切であり、また原子オブジェクト閉じ込め装置２００の中心ゾーン２２０内のトラップ領域２３０の周期的アレイの周期性に対するアレイエッジ効果摂動を低減し、および／または緩和するために適切であるような、丸形、三角形、正方形、長方形、多角形、不規則形状、ＲＦレール電極のトポロジーおよび／もしくはジオメトリ（たとえば、タイリングセル１３５のＲＦレール電極のトポロジーおよび／もしくはジオメトリ）を模倣したものおよび／もしくは類似しているもの、ならびに／または同様のものとしてよい。

図３は、連続的な傾斜エッジＲＦバス電極３１２を含むＲＦバス３１０を備える原子オブジェクト閉じ込め装置３００の例示的な実施形態を例示している。たとえば、原子オブジェクト閉じ込め装置３００は、複数の電極を備える。複数の電極は、連続的な傾斜エッジＲＦバス電極３１２、複数のＲＦレール電極３２２、および複数のＴＴ電極（図１Ａに示されているものに類似する）を含む。ＲＦレール電極３２２のいくつか（たとえば、大部分）は、原子オブジェクト閉じ込め装置３００の中心ゾーン３２０内に配置され、ＲＦレール電極３２２のいくつかは、中心ゾーン３２０の周りに配設された（少なくとも一部は）周囲ゾーン３１６内に配置され、（部分的）周囲セル３１４を形成する。原子オブジェクト閉じ込め装置３００の中心ゾーン３２０内で、ＲＦレール電極３２２は、１次元閉じ込めセグメント３３２の周期的アレイを画定する。

（ＲＦ）発振電圧信号が中心ゾーン３２０のＲＦレール電極３２２に印加されたときに、１次元トラップ領域３３０の２次元アレイが生成される。しかしながら、トラップ領域３３０のこのアレイの周期性は、１次元閉じ込めセグメント３３２の２次元周期的アレイのエッジに対応するアレイエッジ効果によって引き起こされる摂動に起因して、実質的に摂動される。（ＲＦ）発振電圧信号が、中心ゾーン３２０のＲＦレール電極３２２とＲＦバス３１０の両方（たとえば、周囲ゾーン３１６に配置されているＲＦレール電極３２２とＲＦバス電極３１２）に印加されたときに、１次元トラップ領域３３０の実質的に周期的な２次元アレイが生成される。

図３に例示されているように、様々な実施形態において、ＲＦバス電極３１２は、連続的な傾斜エッジＲＦバス電極３１２である。上で説明されているように、連続的なＲＦバス電極は、周囲ゾーン３１６のエッジまたは側部に実質的に沿って延在する。図３に示されているように、傾斜エッジＲＦバス電極３１２は、ＲＦバス電極３１２の一方もしくは両方のエッジまたは側部３０２、３０４への勾配または傾きを有する（たとえば、図１に例示されているＲＦバス電極１１２と同様の実質的な長方形ではなく）。たとえば、例示的な一実施形態において、ＲＦバス電極３１２の内側エッジ３０２は、図３に示されている座標定義が与えられた場合、ｘおよびｙの両方の関数となっている。たとえば、例示的な一実施形態において、ＲＦバス電極３１２の外側エッジ３０４は、図３に示されている座標定義が与えられた場合、ｘおよびｙの両方の関数となっている。例示的な一実施形態において、内側エッジ３０２は、ｘまたはｙのそれぞれの１つに関して一定であり、ＲＦバス電極３１２の外側エッジ３０４は、ＲＦバス電極３１２の幅がその長さに沿って変化するようなｘおよびｙの両方の関数である。たとえば、ＲＦバス電極３１２の内側エッジ３０２の対は、一定のｘ値を有するものとしてよく、ＲＦバス電極３１２の内側エッジ３０２の他方の対は、一定のｙ値を有するものとしてよく、ＲＦバス電極３１２のうちのすべての電極の外側エッジ３０４は傾いている、斜めである、および／またはｘおよびｙの両方の（非自明）関数であり得る。例示的な一実施形態において、反射対称軸３０６、３０８のところで、ＲＦバス電極３１２は最も狭く、および／または原子オブジェクト閉じ込み装置３００は最も狭い。たとえば、例示的な一実施形態において、ＲＦバス電極３１２は、それらの中線のところで最も狭い（たとえば、最も小さい幅を有する）。例示的な一実施形態において、原子オブジェクト閉じ込め装置３００のエッジのところで、ＲＦバス電極３１２は最も広く、および／または原子オブジェクト閉じ込み装置３００は最も広い。たとえば、例示的な一実施形態において、ＲＦバス電極３１２は、それらの遠位端のところで最も広い。

様々な実施形態において、ＲＦバス電極３１２は、各々周囲ゾーン３１６のそれぞれの側部またはエッジに沿って実質的に広がりおよび／または延在する複数の連続的なＲＦバス電極を含む。例示的な一実施形態では、周囲ゾーン３１６の対向する側部またはエッジのＲＦバス電極３１２は、互いの鏡像である（たとえば、それぞれの反射対称軸３０６または３０８上に反射される）。様々な実施形態において、ＲＦバス３１０は、互いに直接的に電気的に通信していない（たとえば、隙間または接地金属によって互いに分離されている）隣接する、接する、および／または当接するＲＦバス電極３１２を有する複数のＲＦバス電極３１２を含む。例示的な一実施形態において、ＲＦバス電極３１２は、実質的に周囲ゾーン３１６に延在する１つの電極である。たとえば、ＲＦバス電極３１２は、周囲ゾーン３１６全体および／または中心ゾーン３２０の周囲の周りに延在する単一の電極として形成され得る。

図４は、コーナー特徴部４１８を含むＲＦバス電極４１２（たとえば、４１２Ａ、４１２Ｂ）を含むＲＦバス４１０を備える原子オブジェクト閉じ込め装置４００の例示的な実施形態を例示している。たとえば、原子オブジェクト閉じ込め装置４００は、複数の電極を備える。複数の電極は、コーナー特徴部４１８を含むＲＦバス電極４１２、複数のＲＦレール電極４２２、および複数のＴＴ電極（図１Ａに示されているものに類似する）を含む。ＲＦレール電極４２２のいくつか（たとえば、大部分）は、原子オブジェクト閉じ込め装置４００の中心ゾーン４２０内に配置され、ＲＦレール電極４２２のいくつか（または、小部分）は、中心ゾーン４２０の周りに配設された（少なくとも一部は）周囲ゾーン４１６内に配置され、（部分的）周囲セル４１４を形成する。原子オブジェクト閉じ込め装置４００の中心ゾーン４２０内で、ＲＦレール電極４２２は、少なくとも一部は、１次元閉じ込めセグメント４３２の周期的アレイを画定する。

（ＲＦ）発振電圧信号が中心ゾーン４２０のＲＦレール電極４２２に印加されたときに、１次元トラップ領域４３０の２次元アレイが生成される。しかしながら、トラップ領域４３０のこのアレイの周期性は、１次元閉じ込めセグメントの２次元周期的アレイのエッジに対応するアレイエッジ効果によって引き起こされる摂動に起因して、実質的に摂動される。（ＲＦ）発振電圧信号が、中心ゾーン４２０のＲＦレール電極４２２とＲＦバス４１０の両方（たとえば、周囲ゾーン４１６に配設されているＲＦレール電極４２２とＲＦバス電極４１２（コーナー特徴部４１８を含む））に印加されたときに、１次元トラップ領域４３０の実質的に周期的な２次元アレイが生成される。

図４に例示されているように、様々な実施形態において、ＲＦバス電極４１２は、コーナー特徴部４１８を含む連続的な電極である。コーナー特徴部４１８は、周囲ゾーン４１６のコーナーに配設され、コーナー特徴部４１８の一部でないＲＦバス電極４１２の部分（たとえば、周囲ゾーンの側部またはエッジ上に実質的に延在する部分）と比較して異なるトポロジーおよび／またはジオメトリを有するＲＦバス電極および／またはＲＦバス電極４１２の部分である。たとえば、図４に例示されている第１のコーナー特徴部４１８Ａは、第１のＲＦバス電極４１２Ａの外側エッジ４０４Ａを越えて外へ延在し、第２のＲＦバス電極４１２Ｂの外側エッジ４０４Ｂを越えて外に延在している。

例示的な一実施形態において、第１および第２のＲＦバス電極４１２Ａ、４１２Ｂは、実質的に周囲ゾーン４１６の周りおよび／または周辺に延在する１つの連続的なＲＦバス電極の部分である。例示的な一実施形態において、第１および第２のＲＦバス電極４１２Ａ、４１２Ｂは、別個の電極として形成されている。例示的な一実施形態において、第１のコーナー特徴部４１８Ａは、第１および／または第２のＲＦバス電極４１２Ａ、４１２Ｂの一部および／または実質的に周囲領域４１６に延在する連続的なＲＦバス電極の一部である。例示的な一実施形態において、コーナー特徴部４１８は、別個のＲＦバス電極として形成される（たとえば、周囲領域４１６の側部またはエッジに沿って（実質的に）延在するＲＦバス電極４１２から分離されている）。

例示的な一実施形態において、第１のＲＦバス電極（および／またはＲＦバス電極部分）４１２Ａは、実質的に原子オブジェクト閉じ込め装置４００の周囲ゾーン４１６の第１の側部またはエッジ４１５Ａに沿って延在し、第２のＲＦバス電極（および／またはＲＦバス電極部分）４１２Ｂは、実質的に周囲ゾーン４１６の第２の側部またはエッジ４１５Ｂに沿って延在する。周囲ゾーン４１６の第１および第２の側部またはエッジ４１５Ａ、４１５Ｂは、コーナー４１７で接触し、互いに当接し、および／または接している。

例示的な一実施形態において、コーナー４１７のところに配設された第１のコーナー特徴部４１８Ａは、ＲＦバス電極４１２Ａ、４１２Ｂの幅を変更し、ならびに／またはさもなければトポロジー、ジオメトリ、および／もしくは表面形状を変更することによって形成される。たとえば、例示されている実施形態において、第１のコーナー特徴部４１８Ａは、コーナー４１７の付近および／または近くで第１および第２のＲＦバス電極（および／またはＲＦバス電極部分）４１２Ａ、４１２Ｂの幅を大きくすることによって形成される。

例示的な一実施形態において、コーナー４１７の付近および／または近くにという言い回しは、中心領域４２０から離れる方向に延在し、面し、および／または開き、第２のＲＦバス電極４１２Ｂの内側エッジ４０２Ｂから（仮想）線４０６Ｂを延長し、第１のＲＦバス電極４１２Ａの内側エッジ４０２Ａから（仮想）線４０６Ａを延長して形成されるエリアまたはセクター内にあることと定義される。例示的な一実施形態において、コーナー４１７の付近および／または近くにという言い回しは、中心領域４２０から離れる方向に延在し、面し、および／または開き、第２のエッジ４１５Ｂに対して横方向に延在し、コーナー４１７に最も近いＲＦレール電極４２２から（仮想）線４０８Ｂを延長し、第２のエッジ４１５Ａに対して横方向に延在し、コーナー４１７に最も近いＲＦレール電極４２２から（仮想）線４０８Ａを延長することによって形成されるエリアまたはセクター内にあることと定義される。例示的な一実施形態において、コーナー４１７の付近および／または近くにという言い回しは、中心領域４２０の斜交いにあるエリアまたはセクター内であることと定義される。たとえば、例示的な一実施形態において、コーナー４１７の付近および／または近くにという言い回しは、周囲領域４１６の第３のエッジ４１５Ｃから外向きに（仮想）線４０９Ｂを延長し、第３および第４のエッジ４１５Ｃ、４１５Ｄが交差する周囲領域４１６の第４のエッジ４１５Ｄから外向きに（仮想）線４０９Ａを延長することによって形成されるエリアまたはセクター内にあることと定義される。

様々な実施形態において、ＲＦバスは、ＲＦバス１１０、２１０、３１０、および／または４１０の様々な要素を組み合わせることによって形成される。たとえば、例示的な一実施形態において、ＲＦバスは、コーナー特徴部を有する傾斜エッジＲＦバス電極を含む。別の例示的な実施形態において、ＲＦバスは、個別および／または離散的なＲＦバス電極およびコーナー特徴部を含む。例示的な一実施形態において、ＲＦバスは、原子オブジェクト閉じ込め装置のサイズに沿ったサイズ、コーナーからの距離、原子オブジェクト閉じ込め装置の中心点からの距離、中心ゾーンのエッジからの距離、および／または同様のものに関して違いのある個別および／または離散的なＲＦバス電極を含む。

技術的な利点
ＱＣＣＤベースの量子プロセッサを使用して大規模量子計算が実行されるためには、様々なオペレーションおよび／または機能の並列化が必要である。特に、ＱＣＣＤベースの量子プロセッサ（一般に、クライオスタットおよび／または真空チャンバ内に配設される）の原子オブジェクト閉じ込め装置を接続する電線の数の制限、および原子オブジェクト閉じ込め装置が形成されるチップの接続点またはピンの数の制限は、原子オブジェクト閉じ込め装置の個別に動作可能なおよび／または制御可能な電極の数の上限を設定する。それに加えて、ディープ量子回路を実行するためには、一般的に、多数のオペレーションおよび／または機能が実行される多数の量子ビットを必要とする。これらのオペレーションおよび／または機能は、量子ビットのコヒーレンス時間内に実行される必要がある。ディープ量子回路が量子ビットのコヒーレンス時間内に実行され得るように、これらのオペレーションおよび／または機能を実行するのに必要な時間の長さを短縮するための技術は、（量子回路および／または使用されるハードウェアによって許される範囲内で）オペレーションおよび／または機能のいくつかを並列実行することである。したがって、ＱＣＣＤベースの量子プロセッサにおいてオペレーションおよび／または機能の並列実行をどのように可能にするかに関して技術的な問題が存在する。

これらの問題に対する１つの解決策は、ＱＣＣＤベースの量子プロセッサの基本ハードウェアとして閉じ込めセグメントの周期的アレイを含む原子オブジェクト閉じ込め装置を使用することである。たとえば、閉じ込めセグメントのアレイの周期性は、様々なオペレーションおよび／または機能の並列化を可能にするために利用され得る。しかしながら、閉じ込めセグメントの周期的アレイは有限であり、および／またはエッジを有するので、閉じ込めセグメントの周期的アレイのエッジによって引き起こされる効果は、結果として、原子オブジェクト閉じ込め装置の中心領域内のトラップ擬ポテンシャルの周期性の摂動をもたらす。言い換えると、閉じ込めセグメントの周期的アレイの有限サイズおよび／またはエッジは結果として、少なくとも一部は閉じ込めセグメントの周期的アレイを画定するＲＦレール電極に（ＲＦ）発振電圧信号を印加することによって生成されるトラップ領域のアレイの周期性の摂動を引き起こす。

トラップ領域のアレイの周期性に対する摂動は、高い忠実度でオペレーションの並列化を効率的に実行する能力を低下させる。たとえば、摂動は、原子オブジェクト閉じ込め装置全体（たとえば、その中心領域、周囲領域および／またはその近く、および／または同様の場所）にわたる電場および／または磁場の周期性に影響を与える。これらの摂動は、原子オブジェクトが周期的アレイのセルからセルへと閉じ込められる場所の位置の配置の変化を引き起こし、レーザーのアライメントおよびブロードキャストされる直流信号の精度に影響を及ぼす可能性がある（たとえば、制御電圧信号としてＴＴ電極１５６に印加される）。これらの摂動は、周期的アレイの異なるセル内の原子オブジェクトの運動周波数の変化も引き起こし、ブロードキャストされたレーザーまたはマイクロ波もしくは磁場などの任意の他の印加場により実行されるオペレーションの精度に影響を及ぼし得る。したがって、原子オブジェクト閉じ込め装置のオペレーションに対するアレイエッジ効果をどのように緩和するかという技術的問題が存在する。

様々な実施形態は、これらの技術的問題に対する技術的解決策を提供する。たとえば、様々な実施形態において、原子オブジェクト閉じ込め装置の複数の電極は、ＲＦレール電極に加えて、１つまたは複数のＲＦバス電極を含む。様々な実施形態において、１つまたは複数のＲＦバス電極は、中心領域および／または閉じ込めセグメントの周期的アレイの周りに配設される、周囲領域の少なくとも一部に配設される。ＲＦバス電極は、発振電圧信号がそれに印加されたときに原子オブジェクト閉じ込め装置の中心部分内のトラップ擬ポテンシャルが実質的に周期的であるように構成される。たとえば、ＲＦバス電極は、発振電圧信号がそれに印加されたときにトラップ領域の周期的アレイの周期性に対する摂動が低減され、および／または緩和されるように構成される。たとえば、１つまたは複数のＲＦバス電極への発振電圧信号の印加によって発生する電位は、原子オブジェクト閉じ込め装置の中心領域内に配置されているトラップ領域のアレイの周期性に影響を及ぼし閉じ込めセグメントの周期的アレイの有限サイズによって引き起こされるエッジ効果摂動の少なくとも一部を打ち消し、低減し、および／または緩和する。したがって、様々な実施形態は、原子オブジェクト閉じ込め装置、量子プロセッサ、量子コンピュータ、および／または同様のものの分野に対して技術的な改善を提供する。

原子オブジェクト閉じ込め装置を備える例示的な量子コンピュータ
上で説明されているように、原子オブジェクト閉じ込め装置１００、２００、３００、４００は、量子コンピュータの量子プロセッサの一部であってよい。たとえば、原子オブジェクト閉じ込め装置１００、２００、３００、４００によってトラップされ、および／または閉じ込められた原子オブジェクトは、量子プロセッサの量子ビットとして使用され得る。トラップ領域の周期的アレイを形成するＲＦバス電極およびＲＦレール電極の構成は（（ＲＦ）発振電圧信号がＲＦバス電極およびＲＦレール電極に印加されたときに）、量子プロセッサによる並列オペレーションを効率的に実行することを可能にする。図５は、例示的な一実施形態による、ＲＦバスを含む原子オブジェクト閉じ込め装置５２０（たとえば、原子オブジェクト閉じ込め装置１００、２００、３００、４００、および／または同様のもの）を含む例示的な量子コンピュータシステム５００の概略図を提示している。様々な実施形態において、量子コンピュータシステム５００は、コンピューティングエンティティ１０および量子コンピュータ５１０を備える。様々な実施形態において、量子コンピュータ５１０は、コントローラ３０と、量子プロセッサ５１５とを備える。様々な実施形態において、量子プロセッサ５１５は、クライオスタットおよび／または真空チャンバ４０に封入された原子オブジェクト閉じ込め装置５２０（ＲＦバスを含む）、１つもしくは複数の電圧源５０、１つもしくは複数のマニピュレーション源６０、および／または同様のものを含む。

例示的な一実施形態において、１つまたは複数のマニピュレーション源６０は、１つまたは複数のレーザー（たとえば、光レーザー、マイクロ波源、および／または同様のもの）を備える。様々な実施形態において、１つまたは複数のマニピュレーション源６０は、原子オブジェクト閉じ込め装置５２０内の１つまたは複数の原子オブジェクトをマニピュレートし、および／またはその制御された量子状態の発展を引き起こすように構成される。たとえば、例示的な一実施形態において、１つまたは複数のマニピュレーション源６０が１つまたは複数のレーザーを備える場合、レーザーは、クライオスタットおよび／または真空チャンバ４０内の閉じ込め装置に１つまたは複数のレーザービームを照射してよい（たとえば、それぞれの光路６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃに沿って）。レーザービームは、１つまたは複数の量子ビットに１つまたは複数の量子ゲートを作用させること、１つまたは複数の原子オブジェクトの共鳴冷却を行うこと、量子ビットを読み出しおよび／または原子オブジェクトの量子状態を決定すること、原子オブジェクトを量子ビット空間へ初期化することなど、および／または同様のことなどの様々なオペレーション（たとえば、並列オペレーション）を実行するために使用され得る。様々な実施形態において、マニピュレーション源６０は、コントローラ３０のそれぞれのドライバコントローラ要素６１５（図６を参照）によって制御される。

様々な実施形態において、量子コンピュータ５１０は、１つまたは複数の電圧源５０を備える。たとえば、電圧源５０は、複数のＴＴ電圧ドライバおよび／または電圧源および／または少なくとも１つのＲＦドライバおよび／または電圧源を備え得る。電圧源５０は、例示的な一実施形態において、原子オブジェクト閉じ込め装置５２０の対応する電位発生要素（たとえば、ＴＴ電極１５６、ＲＦレール電極、ＲＦバス電極）に電気的に結合され得る。たとえば、電圧源５０は、（ＲＦ）発振電圧信号を原子オブジェクト閉じ込め装置５２０のＲＦレール電極およびＲＦバス電極に供給するように構成される。たとえば、電圧源５０は、ＴＴ電極１５６に制御電圧信号を供給するように構成される。様々な実施形態において、電圧源５０は、コントローラ３０のそれぞれのドライバコントローラ要素６１５によって制御される。

様々な実施形態において、コンピューティングエンティティ１０は、使用者が量子コンピュータ５１０に入力を提供し（たとえば、コンピューティングエンティティ１０のユーザインターフェースを介して）、量子コンピュータ５１０から出力を受信し、監視し、および／またはそれに対して同様の操作を行うことを可能にするように構成される。コンピューティングエンティティ１０は、１つまたは複数の有線またはワイヤレスネットワーク２０を介して、および／または直接的な有線および／またはワイヤレス通信を介して、量子コンピュータ５１０のコントローラ３０と通信するものとしてよい。例示的な実施形態において、コンピューティングエンティティ１０は、情報／データ、量子回路、量子コンピューティングアルゴリズムおよび／または同様のものを、コントローラ３０が理解しおよび／または実装できるコンピューティング言語、実行可能命令、コマンドセット、および／または同様のものに翻訳し、構成し、フォーマットし、および／またはそれに対して同様の操作を行うものとしてよい。

様々な実施形態において、コントローラ３０は、電圧源５０、クライオスタットおよび／もしくは真空チャンバ４０内の温度および圧力を制御する極低温システムおよび／もしくは真空システム、マニピュレーション源６０、ならびに／またはクライオスタットおよび／もしくは真空チャンバ４０内の様々な環境条件（たとえば、温度、圧力、磁場、および／もしくは同様のもの）を制御し、および／もしくは原子オブジェクト閉じ込め装置５２０内の１つもしくは複数の原子オブジェクトをマニピュレートし、および／または原子オブジェクトの量子状態の制御された発展を引き起こすよう構成されている他のシステムを制御するよう構成されている。たとえば、コントローラ３０は、量子回路および／またはアルゴリズムを実行するために原子オブジェクト閉じ込め装置５２０内の１つまたは複数の原子オブジェクトの量子状態の制御された発展を引き起こし得る。様々な実施形態において、原子オブジェクト閉じ込め装置５２０内に閉じ込められた原子オブジェクトは、量子コンピュータ５１０および／または量子プロセッサ５１５の量子ビットとして使用される。たとえば、量子プロセッサ５１５は、各々量子プロセッサの量子ビット原子オブジェクトとして使用される第１の原子オブジェクトと、同じ多原子オブジェクト結晶の量子ビット原子オブジェクトを冷却する際に使用するための共鳴冷却原子オブジェクトとして使用される第２の原子オブジェクトとを含む複数の多原子オブジェクト結晶を含んでもよい。

例示的なコントローラ
様々な実施形態において、原子オブジェクト閉じ込め装置は、量子コンピュータ５１０に組み込まれる。様々な実施形態において、量子コンピュータ５１０は、量子コンピュータ５１０の様々な要素を制御するように構成されているコントローラ３０をさらに備える。たとえば、コントローラ３０は、電圧源５０、クライオスタットおよび／もしくは真空チャンバ４０内の温度および圧力を制御する極低温システムおよび／もしくは真空システム、マニピュレーション源６０、ならびに／またはクライオスタットおよび／もしくは真空チャンバ４０内の環境条件（たとえば、温度、湿度、圧力、磁場、および／もしくは同様のもの）を制御し、および／もしくは原子オブジェクト閉じ込め装置５２０内の１つもしくは複数の原子オブジェクトをマニピュレートし、および／または原子オブジェクトの量子状態の制御された発展を引き起こすよう構成されている他のシステムを制御するよう構成され得る。

図６に示されているように、様々な実施形態において、コントローラ３０は、処理要素および／またはデバイス６０５、メモリ６１０、ドライバコントローラ要素６１５、通信インターフェース６２０、アナログ－デジタルコンバータ要素６２５、および／または同様の要素を含む様々なコントローラ要素を含み得る。たとえば、処理要素および／またはデバイス６０５は、プログラマブルロジックデバイス（ＣＰＬＤ）、マイクロプロセッサ、コプロセシングエンティティ、特定用途向け命令セットプロセッサ（ＡＳＩＰ）、集積回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）、ハードウェア加速器、他の処理デバイスおよび／もしくは回路、ならびに／または同様のもの、ならびに／またはコントローラを含み得る。回路という用語は、もっぱらハードウェアだけの実施形態、またはハードウェアとコンピュータプログラム製品との組合せを指すものとしてよい。例示的な一実施形態において、コントローラ３０の処理要素および／またはデバイス６０５は、クロックを備え、および／またはクロックと通信する。たとえば、処理要素および／またはデバイス６０５は、量子プロセッサ５１５に並列（たとえば、同時）オペレーションを使用して量子回路を実行させる方法を決定し、次いで、量子プロセッサ５１５に並列オペレーションを使用して量子回路を実行させるために（たとえば、それぞれのドライバコントローラ要素６１５に命令を送ることによって）量子コンピュータの様々な態様を制御するよう構成される。

たとえば、メモリ６１０は、ハードディスク、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＭＭＣ、ＳＤメモリカード、メモリスティック、ＣＢＲＡＭ、ＰＲＡＭ、ＦｅＲＡＭ、ＲＲＡＭ、ＳＯＮＯＳ、レーストラックメモリ、ＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＦＰＭ ＤＲＡＭ、ＥＤＯ ＤＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ、ＤＤＲ ＳＤＲＡＭ、ＤＤＲ２ ＳＤＲＡＭ、ＤＤＲ３ ＳＤＲＡＭ、ＲＤＲＡＭ、ＲＩＭＭ、ＤＩＭＭ、ＳＩＭＭ、ＶＲＡＭ、キャッシュメモリ、レジスタメモリ、および／または同様のもののうちの１つまたは複数などの揮発性および／または不揮発性メモリストレージなどの非一時的メモリを含み得る。様々な実施形態において、メモリ６１０は、量子コンピュータの量子ビットに対応する量子ビットレコード（ｑｕｂｉｔ ｒｅｃｏｒｄ）（たとえば、量子ビットレコードデータストア、量子ビットレコードデータベース、量子ビットレコードテーブル、および／または同様のものにおける）、キャリブレーションテーブル、実行可能キュー、コンピュータプログラムコード（たとえば、１つまたは複数のコンピュータ言語、専用コントローラ言語、および／または同様のもの）、１つもしくは複数のライブラリ、１次元トラップ領域に沿って、１次元トラップ領域を接続する接合部を通る原子オブジェクトの輸送を制御するための制御電圧信号を形成するための１つまたは複数の波形系列、および関連メタデータ、および／または同様のものを記憶し得る。例示的な一実施形態において、メモリ６１０に記憶されているコンピュータプログラムコードの少なくとも一部の実行（たとえば、処理要素および／またはデバイス６０５による）は、コントローラ３０に、原子システム内の原子オブジェクトおよび／または多原子オブジェクト結晶の位相、配置、および／または同様のものを追跡し、それによって生成される１つもしくは複数のマニピュレーション源および／または信号の位相の調整を引き起こすために本書において説明されている１つまたは複数のステップ、オペレーション、プロセス、手順、および／または同様の操作を実行させる。

様々な実施形態において、ドライバコントローラ要素６１５は、１つまたは複数のドライバを制御するように各々構成されている１つまたは複数のドライバおよび／またはコントローラ要素を含み得る。様々な実施形態において、ドライバコントローラ要素６１５は、ドライバおよび／またはドライバコントローラを備え得る。たとえば、ドライバコントローラは、コントローラ３０によって（たとえば、処理要素および／またはデバイス６０５によって）スケジュールされ実行される実行可能命令、コマンド、および／または同様のものに従って１つまたは複数の対応するドライバが操作されることを引き起こすように構成され得る。様々な実施形態において、ドライバコントローラ要素６１５は、コントローラ３０がマニピュレーション源６０、電圧源５０、および／または同様のものを操作することを可能にし得る。様々な実施形態において、ドライバは、レーザードライバ、真空コンポーネントドライバ、ＴＴ電極、ＲＦレール電極、ＲＦバス電極、および／または原子オブジェクト閉じ込め装置のトラップポテンシャルを維持し、ならびに／または制御しおよび／もしくは１つもしくは複数の原子オブジェクトの輸送を引き起こすために使用される他の電極に印加される電流および／もしくは電圧の流れを制御するためのドライバ、極低温および／もしくは真空システムコンポーネントドライバ、ならびに／または同様のものであってよい。たとえば、ドライバは、ＴＴ電極、ＲＦレール電極、および／もしくはＲＦバス電極に電圧および／もしくは電気信号（たとえば、発振電圧信号および／もしくは制御電圧信号）を供給するＴＴおよび／もしくはＲＦ電圧ドライバおよび／もしくは電圧源５０を制御し、ならびに／または備えるものとしてよい。

様々な実施形態において、コントローラ３０は、原子オブジェクト閉じ込め装置５２０によってトラップされ、および／または閉じ込められた原子オブジェクトによって生成される光信号を捕捉し、検出し、測定し、および／またはそれに対して同様の操作を行うように構成された光学系集光システムの光検出器、カメラ、ＭＥＭカメラ、ＣＣＤカメラ、フォトダイオード、光電子増倍管、および／または同様のものなどの１つもしくは複数の受光器コンポーネントから信号の通信および／または受信を行うための手段を備える。たとえば、コントローラ３０は、１つまたは複数の受光器コンポーネント、キャリブレーションセンサー、および／または同様のものから信号を受信するように構成されている１つまたは複数のアナログ－デジタルコンバータ要素６２５を備え得る。

様々な実施形態において、コントローラ３０は、コンピューティングエンティティ１０とインターフェースし、および／または通信するための通信インターフェース６２０を備え得る。たとえば、コントローラ３０は、コンピューティングエンティティ１０から実行可能命令、コマンドセット、および／または同様のものを受け取り、量子コンピュータ５１０から受け取った出力（たとえば、光学集光システムから）および／または出力を処理した結果をコンピューティングエンティティ１０に提供するための通信インターフェース６２０を備え得る。様々な実施形態において、コンピューティングエンティティ１０およびコントローラ３０は、直接的な有線および／またはワイヤレス接続および／または１つまたは複数の有線および／またはワイヤレスネットワーク２０を介して通信し得る。

例示的なコンピューティングエンティティ
図７は、本発明の実施形態と組み合わせて使用することができる例示的なコンピューティングエンティティ１０の例示的な概略図である。様々な実施形態において、コンピューティングエンティティ１０は、使用者が量子コンピュータ５１０に入力を提供し（たとえば、コンピューティングエンティティ１０のユーザインターフェースを介して）、量子コンピュータ５１０から出力を受信し、表示し、分析し、および／またはそれに対して同様の操作を行うことを可能にするように構成される。

図７に示されているように、コンピューティングエンティティ１０は、アンテナ７１２、送信機７０４（たとえば、無線）、受信機７０６（たとえば、無線）、および送信機７０４および受信機７０６にそれぞれ信号を提供し、信号を受信する処理要素７０８を含むことができる。それぞれ送信機７０４および受信機７０６に提供され、そこから受信される信号は、コントローラ３０、他のコンピューティングエンティティ１０、および／または同様のものなどの、様々なエンティティと通信するために、適用可能なワイヤレスシステムのエアーインターフェース規格によるシグナリング情報／データを含んでもよい。この点に関して、コンピューティングエンティティ１０は、１つまたは複数のエアーインターフェース規格、通信プロトコル、変調タイプ、およびアクセスタイプで動作可能であり得る。たとえば、コンピューティングエンティティ１０は、ファイバー分散データインターフェース（ＦＤＤＩ）、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）、イーサネット、非同期転送モード（ＡＴＭ）、フレームリレー、データオーバーケーブルサービスインターフェース仕様（ＤＯＣＳＩＳ）、または任意の他の有線伝送プロトコルなどの有線データ伝送プロトコルを使用して通信を受け、および／または提供するように構成され得る。同様に、コンピューティングエンティティ１０は、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）、Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ（ＵＭＴＳ）、符号分割多元接続２０００（ＣＤＭＡ２０００）、ＣＤＭＡ２０００ １Ｘ（１ｘＲＴＴ）、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ（登録商標））、Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＧＳＭ）、Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄａｔａ ｒａｔｅｓ ｆｏｒ ＧＳＭ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＥＤＧＥ）、時分割同期符号分割多元接続（ＴＤ－ＳＣＤＭＡ）、ロングタームエボリューション（ＬＴＥ）、Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ（Ｅ－ＵＴＲＡＮ）、Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ－Ｄａｔａ Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ（ＥＶＤＯ）、Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ（ＨＳＰＡ）、Ｈｉｇｈ－Ｓｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ（ＨＳＤＰＡ）、ＩＥＥＥ ８０２．１１（Ｗｉ－Ｆｉ）、Ｗｉ－Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ、８０２．１６（ＷｉＭＡＸ）、超広帯域（ＵＷＢ）、赤外線（ＩＲ）プロトコル、近距離無線通信（ＮＦＣ）プロトコル、Ｗｉｂｒｅｅ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）プロトコル、ワイヤレスユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）プロトコル、および／または他の任意のワイヤレスプロトコルなどの様々なプロトコルのうちのいずれかを使用するワイヤレス外部通信ネットワークを介して通信するように構成され得る。コンピューティングエンティティ１０は、そのようなプロトコルおよび規格を使用して、ボーダーゲートウェイプロトコル（ＢＧＰ）、動的ホスト構成プロトコル（ＤＨＣＰ）、ドメインネームシステム（ＤＮＳ）、ファイル転送プロトコル（ＦＴＰ）、ハイパーテキスト転送プロトコル（ＨＴＴＰ）、ＨＴＴＰ ｏｖｅｒ ＴＬＳ／ＳＳＬ／Ｓｅｃｕｒｅ、インターネットメッセージ接続プロトコル（ＩＭＡＰ）、ネットワークタイムプロトコル（ＮＴＰ）、Ｓｉｍｐｌｅ Ｍａｉｌ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＳＭＴＰ）、Ｔｅｌｎｅｔ、Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｌａｙｅｒ Ｓｅｃｕｒｉｔｙ（ＴＬＳ）、Ｓｅｃｕｒｅ Ｓｏｃｋｅｔｓ Ｌａｙｅｒ（ＳＳＬ）、インターネットプロトコル（ＩＰ）、伝送制御プロトコル（ＴＣＰ）、ユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）、Ｄａｔａｇｒａｍ Ｃｏｎｇｅｓｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＤＣＣＰ）、Ｓｔｒｅａｍ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＳＣＴＰ）、ハイパーテキストマークアップ言語（ＨＴＭＬ）、および／または同様のものを使用して通信するものとしてよい。

これらの通信規格およびプロトコルを介して、コンピューティングエンティティ１０は、非構造化補足サービス情報／データ（ＵＳＳＤ）、ショートメッセージサービス（ＳＭＳ）、マルチメディアメッセージングサービス（ＭＭＳ）、デュアルトーンマルチ周波信号（ＤＴＭＦ）、および／または加入者識別モジュールダイアラー（ＳＩＭ ｄｉａｌｅｒ）などの概念を使用して様々な他のエンティティと通信することができる。コンピューティングエンティティ１０は、たとえば、そのファームウェア、ソフトウェア（たとえば、実行可能命令、アプリケーション、プログラムモジュールを含む）、およびオペレーティングシステムに対する変更、アドオン、および更新をダウンロードすることもできる。様々な実施形態において、コンピューティングエンティティ１０は、１つまたは複数の有線および／またはワイヤレスネットワーク２０を介して通信するように構成された１つまたは複数のネットワークインターフェース７２０を備える。

コンピューティングエンティティ１０は、１つまたは複数のユーザ入力／出力インターフェース（たとえば、処理要素７０８に結合されたディスプレイ７１６および／またはスピーカー／スピーカードライバと、処理要素７０８に結合されたタッチスクリーン、キーボード、マウス、および／またはマイクロフォン）を含むユーザインターフェースデバイスも含み得る。たとえば、ユーザ出力インターフェースは、情報／データの表示または可聴提示を引き起こすために、および１つまたは複数のユーザ入力インターフェースを介したインタラクティブな操作のために、コンピューティングエンティティ１０上で実行される、および／またはコンピューティングエンティティ１０を介してアクセス可能なアプリケーション、ブラウザ、ユーザインターフェース、インターフェース、ダッシュボード、スクリーン、ウェブページ、ページ、および／または本明細書において交換可能に使用される同様の語を提供するよう構成され得る。ユーザ入力インターフェースは、キーパッド７１８（ハードまたはソフト）、タッチディスプレイ、音声／発話またはモーションインターフェース、スキャナ、リーダー、または他の入力デバイスなどの、コンピューティングエンティティ１０がデータを受信することを可能にする、多数のデバイスのいずれかを備えることができる。キーパッド７１８を含む実施形態では、キーパッド７１８は、従来の数字（０～９）および関係するキー（＃、＊）、およびコンピューティングエンティティ１０を操作するために使用される他のキーを含む（または表示を引き起こす）ことができ、フルセットの英字キーまたはフルセットの英数字キーを提供するようにアクティベートされ得るキーのセットを含み得る。入力を提供することに加えて、ユーザ入力インターフェースは、たとえば、スクリーンセーバーおよび／またはスリープモードなどのいくつかの機能をアクティベートし、またはデアクティベートするために使用することができる。そのような入力を通じて、コンピューティングエンティティ１０は、情報／データ、ユーザインタラクション／入力、および／または同様のものを収集することができる。

コンピューティングエンティティ１０は、揮発性ストレージもしくはメモリ７２２および／または不揮発性ストレージもしくはメモリ７２４も含むことができ、これらは埋め込むことができ、および／または取り外し可能であり得る。たとえば、不揮発性メモリは、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＭＭＣ、ＳＤメモリカード、メモリスティック、ＣＢＲＡＭ、ＰＲＡＭ、ＦｅＲＡＭ、ＲＲＡＭ、ＳＯＮＯＳ、レーストラックメモリ、および／または同様のものであり得る。揮発性メモリは、ＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＦＰＭ ＤＲＡＭ、ＥＤＯ ＤＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ、ＤＤＲ ＳＤＲＡＭ、ＤＤＲ２ ＳＤＲＡＭ、ＤＤＲ３ ＳＤＲＡＭ、ＲＤＲＡＭ、ＲＩＭＭ、ＤＩＭＭ、ＳＩＭＭ、ＶＲＡＭ、キャッシュメモリ、レジスタメモリ、および／または同様のものであってよい。揮発性および不揮発性のストレージまたはメモリは、データベース、データベースインスタンス、データベース管理システムエンティティ、データ、アプリケーション、プログラム、プログラムモジュール、スクリプト、ソースコード、オブジェクトコード、バイトコード、コンパイル済みコード、インタプリタコード、マシンコード、実行可能命令、および／または同様のものを記憶して、コンピューティングエンティティ１０の機能を実装することができる。

結論
本明細書において述べられている本発明の多くの修正形態および他の実施形態を、前述の説明および関連する図面に提示された教示の利益を有する本発明に係る当業者は思いつくであろう。したがって、本発明は、開示されている特定の実施形態に限定されるべきものではなく、修正形態および他の実施形態は、付属の請求項の範囲内に含まれることが意図されていることは理解されるであろう。特定の用語が本明細書において採用されているが、これらは一般的かつ説明的な意味でのみ使用されており、制限を目的としたものではない。

１０ コンピューティングエンティティ
２０ ワイヤレスネットワーク
３０ コントローラ
４０ 真空チャンバ
５０ 電圧源
６０ マニピュレーション源
６６Ａ、６６Ｂ、６６Ｃ 光路
１００ 原子オブジェクト閉じ込め装置
１１０ ＲＦバス
１１２ ＲＦバス電極
１１４ （部分的）周囲セル
１１６ 周囲ゾーン
１２０ 中心ゾーン
１２２ ＲＦレール電極
１２２Ａ、１２２Ｂ ＲＦレール電極
１２４ 長手方向軸
１２４Ａ、１２４Ｂ 長手方向軸
１３０ １次元トラップ領域
１３２ 閉じ込めセグメント
１３５ タイリングセル
１４０ 水平脚（および／または線形／１次元トラップセグメント）
１４２ 中心点
１５４ シーケンスおよび／またはシリーズ
１５４Ａ、１５４Ｂ、１５４Ｃ シーケンスおよび／またはシリーズ
１５６Ａ、１５６Ｂ、１５６Ｃ、１５６Ｄ ＴＴ電極
１６０ ゾーンおよび／または領域
１６０Ａ、１６０Ｂ、１６０Ｃ ゾーンおよび／または領域
１７０ ビーム経路
１７２Ａ、１７２Ｂ 位置
１９０ プロット
１９２ プロット
１９６ プロット
１９８ プロット
２００ 原子オブジェクト閉じ込め装置
２１０ ＲＦバス
２１２ 個別または離散的なＲＦバス電極
２１４ （部分的）周囲セル
２１６ 周囲ゾーン
２２０ 中心ゾーン
２２２ ＲＦレール電極
２３０ １次元トラップ領域
２３２ １次元閉じ込めセグメント
３００ 原子オブジェクト閉じ込め装置
３０２ 内側エッジ
３０４ 外側エッジ
３０６、３０８ 反射対称軸
３１０ ＲＦバス
３１２ 連続的な傾斜エッジＲＦバス電極
３１４ （部分的）周囲セル
３１６ 周囲ゾーン
３２０ 中心ゾーン
３２２ ＲＦレール電極
３３０ １次元トラップ領域
３３２ １次元閉じ込めセグメント
４００ 原子オブジェクト閉じ込め装置
４０２Ａ 内側エッジ
４０２Ｂ 内側エッジ
４０４Ａ 外側エッジ
４０４Ｂ 外側エッジ
４０６Ａ （仮想）線
４０６Ｂ （仮想）線
４０８Ａ （仮想）線
４０８Ｂ （仮想）線
４０９Ａ （仮想）線
４０９Ｂ （仮想）線
４１０ ＲＦバス
４１２ ＲＦバス電極
４１２Ａ 第１のＲＦバス電極
４１２Ｂ 第２のＲＦバス電極
４１４ （部分的）周囲セル
４１５Ａ 第１のエッジ
４１５Ｂ 第２のエッジ
４１５Ｃ 第３のエッジ
４１５Ｄ 第４のエッジ
４１６ 周囲ゾーン
４１７ コーナー
４１８ コーナー特徴部
４１８Ａ 第１のコーナー特徴部
４２０ 中心ゾーン
４２２ ＲＦレール電極
４３０ １次元トラップ領域
４３２ １次元閉じ込めセグメント
５００ 量子コンピュータシステム
５１０ 量子コンピュータ
５１５ 量子プロセッサ
５２０ 原子オブジェクト閉じ込め装置
６０５ 処理要素および／またはデバイス
６１０ メモリ
６１５ ドライバコントローラ要素
６２０ 通信インターフェース
６２５ アナログ－デジタルコンバータ要素
７０４ 送信機
７０６ 受信機
７０８ 処理要素
７１２ アンテナ
７１８ キーパッド
７１６ ディスプレイ
７２０ ネットワークインターフェース
７２２ 揮発性ストレージもしくはメモリ
７２４ 不揮発性ストレージもしくはメモリ

Claims (3)

1. 複数の無線周波数（ＲＦ）レール電極を含む複数の電極を備える原子オブジェクト閉じ込め装置であって、
   前記複数の無線周波数（ＲＦ）レール電極が少なくとも一部は閉じ込めセグメントの周期的アレイを画定するように構成され、前記複数の無線周波数（ＲＦ）レール電極は、該複数の無線周波数（ＲＦ）レール電極に発振電圧信号が印加されたときに少なくとも１つの原子オブジェクトを収容するように構成されたトラップ領域のアレイの形態で前記トラップ領域のアレイの各トラップ領域内に擬ポテンシャルを発生させるように構成され、
   前記複数の電極が、前記原子オブジェクト閉じ込め装置の周囲ゾーンの少なくとも一部に配設された１つまたは複数の無線周波数（ＲＦ）バス電極をさらに含み、前記１つまたは複数の無線周波数（ＲＦ）バス電極は、該１つまたは複数の無線周波数（ＲＦ）バス電極に前記発振電圧信号が印加されたときに前記トラップ領域のアレイを実質的に周期的にするように構成されている、原子オブジェクト閉じ込め装置。
2. 前記１つまたは複数の無線周波数（ＲＦ）バス電極が、前記周囲ゾーンの少なくとも１つのエッジに実質的に沿って延在する連続的な電極を含む、請求項１に記載の原子オブジェクト閉じ込め装置。
3. 前記１つまたは複数の無線周波数（ＲＦ）バス電極が、複数の個別無線周波数（ＲＦ）バス電極を含む、請求項１に記載の原子オブジェクト閉じ込め装置。