研究人員開創了一種突破性技術，利用激光來控制由鋇製成的單個量子比特，比目前已知的任何其他方法都更加穩健。可靠地控制量子比特是實現未來功能量子計算機的關鍵一步。

這種新方法是滑鐵盧大學量子計算研究所（IQC）開發的，它使用一個小型玻璃波導來分離激光束，並將它們聚焦在相距四微米的地方，大約是一根頭髮寬度的四百分之一。在並行控制目標量子比特上的每束聚焦激光的精度和程度是以往研究無法比擬的。IQC 和滑鐵盧大學物理與天文學系教授K. Rajibul Islam 博士說：”我們的設計將串擾量–落在相鄰離子上的光量–限制在0.01% 的極小相對強度，這在量子界是數一數二的。與以往對單個離子進行敏捷控制的方法不同，基於光纖的調製器不會相互影響。””這意味著我們可以與任何離子對話而不影響其相鄰離子，同時還能最大限度地控制每個離子。據我們所知，在學術界和工業界，這是具有如此高精度的最靈活的離子量子比特控制系統。”綠色激光是操縱鋇離子能態的正確能量。資料來源：滑鐵盧大學

鋇離子： 量子計算的新寵鋇離子是科學家們的目標，因為它們在困離子量子計算領域越來越受歡迎。鋇離子具有方便的能態，可用作量子位的零級和一級，並能用可見綠光進行操縱，而其他原子類型則不同，同樣的操縱需要更高能量的紫外光。這樣，研究人員就可以使用紫外線波長所不具備的商用光學技術。研究人員製作了一個波導芯片，它能將一束激光分成16 個不同的光通道。然後，每個通道都被導入基於光纖的獨立調製器，這些調製器可獨立對每束激光的強度、頻率和相位進行靈活控制。然後，利用一系列類似望遠鏡的光學透鏡將激光束聚焦到很小的間距。研究人員通過使用精確的攝像傳感器對每束激光進行測量，從而確認了它們的聚焦和控制。這項工作是滑鐵盧大學利用原子系統構建鋇離子量子處理器的努力的一部分，Islam 的共同首席研究員、IQC 和滑鐵盧大學物理和天文系教師Crystal Senko 博士說。”我們使用離子是因為它們是完全相同的、自然製造的量子比特，所以我們不需要製造它們。我們的任務是找到控制它們的方法”。創新的波導方法展示了一種簡單而精確的控制方法，為操縱離子來編碼和處理量子數據以及在量子模擬和計算中的應用帶來了希望。