We describe the design, fabrication, and testing of a surface-electrode ion trap, which incorporates microwave waveguides, resonators, and coupling elements for the manipulation of trapped ion qubits using near-field microwaves. The trap is optimised to give a large microwave field gradient to allow state-dependent manipulation of the ions' motional degrees of freedom, the key to multi-qubit entanglement. The microwave field near the centre of the trap is characterised by driving hyperfine transitions in a single laser-cooled ion.
REFERENCES
1.
D. J.
Wineland
and D.
Leibfried
, Laser Phys. Lett.
8
, 175
(2011
).2.
S.
Seidelin
, J.
Chiaverini
, R.
Reichle
, J. J.
Bollinger
, D.
Leibfried
, J.
Britton
, J. H.
Wesenberg
, R. B.
Blakestad
, R. J.
Epstein
, D. B.
Hume
, W. M.
Itano
, J. D.
Jost
, C.
Langer
, R.
Ozeri
, N.
Shiga
, and D. J.
Wineland
, Phys. Rev. Lett.
96
, 253003
(2006
).3.
Atom Chips
edited by J.
Reichel
and V.
Vuletic
(Wiley VCH
, Berlin
, 2011
).4.
C.
Ospelkaus
, U.
Warring
, Y.
Colombe
, K. R.
Brown
, J. M.
Amini
, D.
Leibfried
, and D. J.
Wineland
, Nature (London)
476
, 181
(2011
).5.
P.
Böhi
, M. F.
Riedel
, J.
Hoffrogge
, J.
Reichel
, T. W.
Hänsch
, and P.
Treutlein
, Nat. Phys.
5
, 592
(2009
).6.
R.
Ozeri
, W. M.
Itano
, R. B.
Blakestad
, J.
Britton
, J.
Chiaverini
, J. D.
Jost
, C.
Langer
, D.
Leibfried
, R.
Reichle
, S.
Seidelin
, J. H.
Wesenberg
, and D. J.
Wineland
, Phys. Rev. A
75
, 042329
(2007
).7.
K. R.
Brown
, A. C.
Wilson
, Y.
Colombe
, C.
Ospelkaus
, A. M.
Meier
, E.
Knill
, D.
Leibfried
, and D. J.
Wineland
, Phys. Rev. A
84
, 030303
(2011
).8.
P.
Antohi
, Ph.D. dissertation, Massachusetts Institute of Technology
, 2011
.9.
D. M.
Lucas
, B. C.
Keitch
, J. P.
Home
, G.
Imreh
, M. J.
McDonnell
, D. N.
Stacey
, D. J.
Szwer
, and A. M.
Steane
, e-print arXiv:0710.4421v1.10.
C.
Ospelkaus
, C. E.
Langer
, J. M.
Amini
, K. R.
Brown
, D.
Leibfried
, and D. J.
Wineland
, Phys. Rev. Lett.
101
, 090502
(2008
).11.
12.
L.
Zhu
, H.
Shi
, and W.
Menzel
, IEEE Microw. Wirel. Compon. Lett.
15
, 13
(2005
).13.
D. T. C.
Allcock
, J. A.
Sherman
, D. N.
Stacey
, A. H.
Burrell
, M. J.
Curtis
, G.
Imreh
, N. M.
Linke
, D. J.
Szwer
, S. C.
Webster
, A. M.
Steane
, and D. M.
Lucas
, New J. Phys.
12
, 053026
(2010
).14.
D. T. C.
Allcock
, Ph.D. dissertation, University of Oxford
, 2011
.15.
D. M.
Lucas
, A.
Ramos
, J. P.
Home
, M. J.
McDonnell
, S.
Nakayama
, J. P.
Stacey
, S. C.
Webster
, D. N.
Stacey
, and A. M.
Steane
, Phys. Rev. A
69
, 012711
(2004
).16.
J. H.
Wesenberg
, R. J.
Epstein
, D.
Leibfried
, R. B.
Blakestad
, J.
Britton
, J. P.
Home
, W. M.
Itano
, J. D.
Jost
, E.
Knill
, C.
Langer
, R.
Ozeri
, S.
Seidelin
, and D. J.
Wineland
, Phys. Rev. A
76
, 053416
(2007
).17.
D. A.
Hite
, Y.
Colombe
, A. C.
Wilson
, K. R.
Brown
, U.
Warring
, R.
Jördens
, J. D.
Jost
, K.
McKay
, D. P.
Pappas
, D.
Leibfried
, and D. J.
Wineland
, Phys. Rev. Lett.
109
, 103001
(2012
).18.
D. J.
Berkeland
, J. D.
Miller
, J. C.
Bergquist
, W. M.
Itano
, and D. J.
Wineland
, J. Appl. Phys.
83
, 5025
(1998
).19.
S.
Groth
, P.
Krüger
, S.
Wildermuth
, R.
Folman
, T.
Fernholz
, D.
Mahalu
, I.
Bar-Joseph
, and J.
Schmiedmayer
, Appl. Phys. Lett.
85
, 2980
(2004
).20.
D. T. C.
Allcock
, T. P.
Harty
, H. A.
Janacek
, N. M.
Linke
, C. J.
Ballance
, A. M.
Steane
, D. M.
Lucas
, R. L.
Jarecki
, Jr., S. D.
Habermehl
, M. G.
Blain
, D.
Stick
, and D. L.
Moehring
, Appl. Phys. B: Lasers Opt.
107
, 913
(2012
).21.
D. I.
Schuster
, L. S.
Bishop
, I. L.
Chuang
, D.
DeMille
, and R. J.
Schoelkopf
, Phys. Rev. A
83
, 012311
(2011
).© 2013 American Institute of Physics.
2013
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.