The linear Paul Trap's Confined Stability Area for 40Ca+ Ions

• Published in: Journal of the College of Basic Education Vol. 30; no. 123; pp. 57 - 72
• Main Authors: Basem R. Kazem, Mezher B. Saleh
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: 13.08.2024
• ISSN: 3007-3650; 2706-8536
• DOI: 10.35950/cbej.v30i123.11336

     تقدم تكنولوجيا الكم طرقًا حسابية واتصالات ومحاكاة وقياسًا جديدة. تحتاج أجهزة الكمبيوتر التقليدية إلى المساعدة في حل المشكلات المهمة مثل التحليل بسبب الزيادات الهائلة في وقت الحساب. ومع ذلك، تستخدم أجهزة الكمبيوتر الكمومية ميكانيكا الكم لحجم المشكلة الأسي الفرعي ويمكنها محاكاة الطبيعة على المستوى الكمي. يهتم العلماء بشكل متزايد بتطوير أجهزة الكمبيوتر الكمومية باستخدام ذرات متأينة مفردة في مصائد باولي. تمثل الحالة الأساسية لكل أيون أقل قيمة ممكنة للبت الكمي. تم استخدام الأيونات المحتجزة 40Ca+ في إحدى الدراسات كمثال على الكيوبت الكمومي. تم استخدام برنامج MATLAB على العوامل النموذجية التي تؤثر على الحالة المقيدة وتأثيراتها. يجب أن تكون الحلول مستقرة في كلا الاتجاهين، مما يتطلب حصرًا ثلاثي الأبعاد لمعادلة ماثيو. تؤثر المتغيرات على المسافة من مركز المصيدة لنهاية القطب، وجهد UDC، وكتلة الأيون، والترددات الراديوية. تم استخدام جهد متغير للتحكم وإظهار تأثيره على سلسلة محددة من الأيونات المحاصرة. يهدف هذا البحث إلى فهم أفضل للظروف المثلى للحجز وحركة الأيونات من الحالة (4S1/2) إلى الحالة (4P1/2) بالرنين. تخضع الحالة الكمومية للتعديل والتغيير، مما يجعلها أداة واعدة لحل المشكلات المعقدة.      Quantum technology offers new computational, communication, simulation, and metrology methods. Traditional computers need help to solve significant problems like factorization due to exponential increases in computation time. However, quantum computers utilize quantum mechanics for sub-exponential problem size and can simulate nature at the quantum level. Scientists are increasingly interested in developing quantum computers using single ionized atoms in Paul traps. Each ion's ground state represents the least possible qubit value. The 40Ca+ trapped ions were used in a study as an example of a quantum qubit. The MATLAB program was applied to model factors impacting the restricted state and their effects. The solutions must be stable in both directions, requiring three-dimensional confinement of Mathieu's equation. The parameter influences the electrode's distance from the trap center, UDC voltage, ion mass, and radio frequencies. A variable voltage was used to control and demonstrate its impact on a specific chain of trapped ions. This research aims to understand better optimal conditions for confinement and ions' movement from state (4S1/2) to state (4P1/2) by resonance. The quantum state is subject to modification and alteration, making it a promising tool for solving complex problems.