Trapped ions are among the most promising systems for practical quantum computing (QC). The basic requirements for universal QC have all been demonstrated with ions, and quantum algorithms using few-ion-qubit systems have been implemented. We review the state of the field, covering the basics of how trapped ions are used for QC and their strengths and limitations as qubits. In addition, we discuss what is being done, and what may be required, to increase the scale of trapped ion quantum computers while mitigating decoherence and control errors. Finally, we explore the outlook for trapped-ion QC. In particular, we discuss near-term applications, considerations impacting the design of future systems of trapped ions, and experiments and demonstrations that may further inform these considerations.

1.
P. W.
Shor
, in
Proceedings of the 35th Annual Symposium on Foundations of Computer Science
(
1994
), pp.
124
134
.
2.
J. I.
Cirac
and
P.
Zoller
,
Phys. Rev. Lett.
74
,
4091
(
1995
).
3.
W.
Neuhauser
,
M.
Hohenstatt
,
P. E.
Toschek
, and
H.
Dehmelt
,
Phys. Rev. A
22
,
1137
(
1980
).
4.
C.
Monroe
,
D. M.
Meekhof
,
B. E.
King
,
W. M.
Itano
, and
D. J.
Wineland
,
Phys. Rev. Lett.
75
,
4714
(
1995
).
5.
Q. A.
Turchette
,
C. S.
Wood
,
B. E.
King
,
C. J.
Myatt
,
D.
Leibfried
,
W. M.
Itano
,
C.
Monroe
, and
D. J.
Wineland
,
Phys. Rev. Lett.
81
,
3631
(
1998
).
6.
C. A.
Sackett
,
D.
Kielpinski
,
B. E.
King
,
C.
Langer
,
V.
Meyer
,
C. J.
Myatt
,
M.
Rowe
,
Q. A.
Turchette
,
W. M.
Itano
,
D. J.
Wineland
, and
C.
Monroe
,
Nature
404
,
256
(
2000
).
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.
J.
Benhelm
,
G.
Kirchmair
,
C. F.
Roos
, and
R.
Blatt
,
Nat. Phys.
4
,
463
(
2008
).
9.
A. H.
Myerson
,
D. J.
Szwer
,
S. C.
Webster
,
D. T. C.
Allcock
,
M. J.
Curtis
,
G.
Imreh
,
J. A.
Sherman
,
D. N.
Stacey
,
A. M.
Steane
, and
D. M.
Lucas
,
Phys. Rev. Lett.
100
,
200502
(
2008
).
10.
R.
Raussendorf
and
J.
Harrington
,
Phys. Rev. Lett.
98
,
190504
(
2007
).
11.
D. J.
Wineland
,
C.
Monroe
,
W. M.
Itano
,
D.
Leibfried
,
B. E.
King
, and
D. M.
Meekhof
,
J. Res. Natl. Inst. Stand. Technol.
103
,
259
(
1998
).
12.
D.
Leibfried
,
R.
Blatt
,
C.
Monroe
, and
D.
Wineland
,
Rev. Mod. Phys.
75
,
281
(
2003
).
13.
R.
Blatt
and
D.
Wineland
,
Nature
453
,
1008
(
2008
).
14.
H.
Häffner
,
C.
Roos
, and
R.
Blatt
,
Phys. Rep.
469
,
155
(
2008
).
15.
D. J.
Wineland
,
Phys. Scr.
T137
,
014007
(
2009
).
16.
R.
Ozeri
,
Contemp. Phys.
52
,
531
(
2011
).
17.
P.
Schindler
,
D.
Nigg
,
T.
Monz
,
J. T.
Barreiro
,
E.
Martinez
,
S. X.
Wang
,
S.
Quint
,
M. F.
Brandl
,
V.
Nebendahl
,
C. F.
Roos
,
M.
Chwalla
,
M.
Hennrich
, and
R.
Blatt
,
New J. Phys.
15
,
123012
(
2013
).
19.
M. W.
Johnson
,
M. H. S.
Amin
,
S.
Gildert
,
T.
Lanting
,
F.
Hamze
,
N.
Dickson
,
R.
Harris
,
A. J.
Berkley
,
J.
Johansson
,
P.
Bunyk
,
E. M.
Chapple
,
C.
Enderud
,
J. P.
Hilton
,
K.
Karimi
,
E.
Ladizinsky
,
N.
Ladizinsky
,
T.
Oh
,
I.
Perminov
,
C.
Rich
,
M. C.
Thom
,
E.
Tolkacheva
,
C. J. S.
Truncik
,
S.
Uchaikin
,
J.
Wang
,
B.
Wilson
, and
G.
Rose
,
Nature
473
,
194
(
2011
).
20.
S.
Boixo
,
T. F.
Ronnow
,
S. V.
Isakov
,
Z.
Wang
,
D.
Wecker
,
D. A.
Lidar
,
J. M.
Martinis
, and
M.
Troyer
,
Nat. Phys.
10
,
218
(
2014
).
22.
T. P.
Harty
,
D. T. C.
Allcock
,
C. J.
Ballance
,
L.
Guidoni
,
H. A.
Janacek
,
N. M.
Linke
,
D. N.
Stacey
, and
D. M.
Lucas
,
Phys. Rev. Lett.
113
,
220501
(
2014
).
23.
S.
Crain
,
C.
Cahall
,
G.
Vrijsen
,
E. E.
Wollman
,
M. D.
Shaw
,
V. B.
Verma
,
S. W.
Nam
, and
J.
Kim
, preprint arXiv:1902.04059 (
2019
).
24.
A.
Barenco
,
C. H.
Bennett
,
R.
Cleve
,
D. P.
DiVincenzo
,
N.
Margolus
,
P.
Shor
,
T.
Sleator
,
J. A.
Smolin
, and
H.
Weinfurter
,
Phys. Rev. A
52
,
3457
(
1995
).
25.
A.
Sørensen
and
K.
Mølmer
,
Phys. Rev. Lett.
82
,
1971
(
1999
).
26.
D.
Leibfried
,
B.
DeMarco
,
V.
Meyer
,
D.
Lucas
,
M.
Barrett
,
J.
Britton
,
W. M.
Itano
,
B.
Jelenković
,
C.
Langer
,
T.
Rosenband
, and
D. J.
Wineland
,
Nature
422
,
412
(
2003
).
27.
C. J.
Ballance
,
T. P.
Harty
,
N. M.
Linke
,
M. A.
Sepiol
, and
D. M.
Lucas
,
Phys. Rev. Lett.
117
,
060504
(
2016
).
28.
A.
Bermudez
,
X.
Xu
,
R.
Nigmatullin
,
J.
O'Gorman
,
V.
Negnevitsky
,
P.
Schindler
,
T.
Monz
,
U. G.
Poschinger
,
C.
Hempel
,
J.
Home
,
F.
Schmidt-Kaler
,
M.
Biercuk
,
R.
Blatt
,
S.
Benjamin
, and
M.
Müller
,
Phys. Rev. X
7
,
041061
(
2017
).
29.
J. J.
Bollinger
,
D. J.
Heizen
,
W. M.
Itano
,
S. L.
Gilbert
, and
D. J.
Wineland
,
IEEE Trans. Instrum. Meas.
40
,
126
(
1991
).
30.
Y.
Wang
,
M.
Um
,
J.
Zhang
,
S.
An
,
M.
Lyu
,
J.-N.
Zhang
,
L.-M.
Duan
,
D.
Yum
, and
K.
Kim
,
Nat. Photonics
11
,
646
(
2017
).
31.
C.
Monroe
,
R.
Raussendorf
,
A.
Ruthven
,
K. R.
Brown
,
P.
Maunz
,
L.-M.
Duan
, and
J.
Kim
,
Phys. Rev. A
89
,
022317
(
2014
).
32.
B. B.
Blinov
,
D. L.
Moehring
,
L.-M.
Duan
, and
C.
Monroe
,
Nature
428
,
153
(
2004
).
33.
N.
Friis
,
O.
Marty
,
C.
Maier
,
C.
Hempel
,
M.
Holzäpfel
,
P.
Jurcevic
,
M. B.
Plenio
,
M.
Huber
,
C.
Roos
,
R.
Blatt
, and
B.
Lanyon
,
Phys. Rev. X
8
,
021012
(
2018
).
34.
R.
Barends
,
J.
Kelly
,
A.
Megrant
,
A.
Veitia
,
D.
Sank
,
E.
Jeffrey
,
T. C.
White
,
J.
Mutus
,
A. G.
Fowler
,
B.
Campbell
,
Y.
Chen
,
Z.
Chen
,
B.
Chiaro
,
A.
Dunsworth
,
C.
Neill
,
P.
O'Malley
,
P.
Roushan
,
A.
Vainsencher
,
J.
Wenner
,
A. N.
Korotkov
,
A. N.
Cleland
, and
J. M.
Martinis
,
Nature
508
,
500
(
2014
).
35.
H.
Levine
,
A.
Keesling
,
A.
Omran
,
H.
Bernien
,
S.
Schwartz
,
A. S.
Zibrov
,
M.
Endres
,
M.
Greiner
,
V.
Vuletić
, and
M. D.
Lukin
,
Phys. Rev. Lett.
121
,
123603
(
2018
).
36.
J. P.
Gaebler
,
T. R.
Tan
,
Y.
Lin
,
Y.
Wan
,
R.
Bowler
,
A. C.
Keith
,
S.
Glancy
,
K.
Coakley
,
E.
Knill
,
D.
Leibfried
, and
D. J.
Wineland
,
Phys. Rev. Lett.
117
,
060505
(
2016
).
37.
A.
Erhard
,
J. J.
Wallman
,
L.
Postler
,
M.
Meth
,
R.
Stricker
,
E. A.
Martinez
,
P.
Schindler
,
T.
Monz
,
J.
Emerson
, and
R.
Blatt
, preprint arXiv:1902.08543 (
2019
).
38.
P. V.
Klimov
,
J.
Kelly
,
Z.
Chen
,
M.
Neeley
,
A.
Megrant
,
B.
Burkett
,
R.
Barends
,
K.
Arya
,
B.
Chiaro
,
Y.
Chen
,
A.
Dunsworth
,
A.
Fowler
,
B.
Foxen
,
C.
Gidney
,
M.
Giustina
,
R.
Graff
,
T.
Huang
,
E.
Jeffrey
,
E.
Lucero
,
J. Y.
Mutus
,
O.
Naaman
,
C.
Neill
,
C.
Quintana
,
P.
Roushan
,
D.
Sank
,
A.
Vainsencher
,
J.
Wenner
,
T. C.
White
,
S.
Boixo
,
R.
Babbush
,
V. N.
Smelyanskiy
,
H.
Neven
, and
J. M.
Martinis
,
Phys. Rev. Lett.
121
,
090502
(
2018
).
39.
V. M.
Schäfer
,
C. J.
Ballance
,
K.
Thirumalai
,
L. J.
Stephenson
,
T. G.
Ballance
,
A. M.
Steane
, and
D. M.
Lucas
,
Nature
555
,
75
(
2018
).
40.
B.
Lekitsch
,
S.
Weidt
,
A. G.
Fowler
,
K.
Mølmer
,
S. J.
Devitt
,
C.
Wunderlich
, and
W. K.
Hensinger
,
Sci. Adv.
3
,
e1601540
(
2017
).
41.
A. W.
Harrow
and
A.
Montanaro
,
Nature
549
,
203
(
2017
).
42.
J. D.
Wong-Campos
,
S. A.
Moses
,
K. G.
Johnson
, and
C.
Monroe
,
Phys. Rev. Lett
119
,
230501
(
2017
).
43.
G.
Pagano
,
P.
Hess
,
H. B.
Kaplan
,
W. L.
Tan
,
P.
Richerme
,
P.
Becker
,
A.
Kyprianidis
,
J.
Zhang
,
E.
Birckelbaw
,
M. R.
Hernandez
,
Y.
Wu
, and
C.
Monroe
,
Quantum Sci. Tehnol.
4
,
014004
(
2019
).
44.
C. D.
Bruzewicz
,
R.
McConnell
,
J.
Chiaverini
, and
J. M.
Sage
,
Nat. Commun.
7
,
13005
(
2016
).
45.
See www.dwavesys.com for Technical Description of the D-Wave Quantum Processing Unit (
2018
).
46.
J. G.
Bohnet
,
B. C.
Sawyer
,
J. W.
Britton
,
M. L.
Wall
,
A. M.
Rey
,
M.
Foss-Feig
, and
J. J.
Bollinger
,
Science
352
,
1297
(
2016
).
47.
B. P.
Lanyon
,
C.
Hempel
,
D.
Nigg
,
M.
Müller
,
R.
Gerritsma
,
F.
Zähringer
,
P.
Schindler
,
J. T.
Barreiro
,
M.
Rambach
,
G.
Kirchmair
,
M.
Hennrich
,
P.
Zoller
,
R.
Blatt
, and
C. F.
Roos
,
Science
334
,
57
(
2011
).
48.
N. M.
Linke
,
D.
Maslov
,
M.
Roetteler
,
S.
Debnath
,
C.
Figgatt
,
K. A.
Landsman
,
K.
Wright
, and
C.
Monroe
,
Proc. Nat. Acad. Sci.
114
,
3305
(
2017
).
49.
P. W.
Shor
,
Phys. Rev. A
52
,
R2493
(
1995
).
50.
A. R.
Calderbank
and
P. W.
Shor
,
Phys. Rev. A
54
,
1098
(
1996
).
51.
A.
Steane
,
Proc. R. Soc. London, Ser. A
452
,
2551
(
1996
).
52.
D.
Gottesman
,
Phys. Rev. A
57
,
127
(
1998
).
53.
T.
Choi
,
S.
Debnath
,
T. A.
Manning
,
C.
Figgatt
,
Z.-X.
Gong
,
L.-M.
Duan
, and
C.
Monroe
,
Phys. Rev. Lett.
112
,
190502
(
2014
).
54.
P. H.
Leung
,
K. A.
Landsman
,
C.
Figgatt
,
N. M.
Linke
,
C.
Monroe
, and
K. R.
Brown
,
Phys. Rev. Lett.
120
,
020501
(
2018
).
55.
A. R.
Milne
,
C. L.
Edmunds
,
C.
Hempel
,
V.
Frey
,
S.
Mavadia
, and
M. J.
Biercuk
, preprint arXiv:1808.10462 (
2018
).
56.
J.
Vala
,
K. B.
Whaley
, and
D. S.
Weiss
,
Phys. Rev. A
72
,
052318
(
2005
).
57.
K. K.
Mehta
,
C. D.
Bruzewicz
,
R.
McConnell
,
R. J.
Ram
,
J. M.
Sage
, and
J.
Chiaverini
,
Nat. Nanotechnol.
11
,
1066
(
2016
).
58.
J.
Stuart
,
R.
Panock
,
C.
Bruzewicz
,
J.
Sedlacek
,
R.
McConnell
,
I.
Chuang
,
J.
Sage
, and
J.
Chiaverini
,
Phys. Rev. Appl.
11
,
024010
(
2019
).
59.
H.
Dehmelt
,
Adv. At. Mol. Phys.
3
,
53
(
1968
).
60.
W.
Paul
,
Rev. Mod. Phys.
62
,
531
(
1990
).
61.
G.
Gabrielse
,
X.
Fei
,
L. A.
Orozco
,
R. L.
Tjoelker
,
J.
Haas
,
H.
Kalinowsky
,
T. A.
Trainor
, and
W.
Kells
,
Phys. Rev. Lett.
65
,
1317
(
1990
).
62.
J. W.
Britton
,
B. C.
Sawyer
,
A. C.
Keith
,
C.-C. J.
Wang
,
J. K.
Freericks
,
H.
Uys
,
M. J.
Biercuk
, and
J. J.
Bollinger
,
Nature
484
,
489
(
2012
).
63.
M.
Gärttner
,
J. G.
Bohnet
,
A.
Safavi-Naini
,
M. L.
Wall
,
J. J.
Bollinger
, and
A. M.
Rey
,
Nat. Phys.
13
,
781
(
2017
).
64.
A.
Safavi-Naini
,
R. J.
Lewis-Swan
,
J. G.
Bohnet
,
M.
Gärttner
,
K. A.
Gilmore
,
J. E.
Jordan
,
J.
Cohn
,
J. K.
Freericks
,
A. M.
Rey
, and
J. J.
Bollinger
,
Phys. Rev. Lett.
121
,
040503
(
2018
).
65.
K. A.
Gilmore
,
J. G.
Bohnet
,
B. C.
Sawyer
,
J. W.
Britton
, and
J. J.
Bollinger
,
Phys. Rev. Lett.
118
,
263602
(
2017
).
66.
M.
Brownnutt
,
M.
Kumph
,
P.
Rabl
, and
R.
Blatt
,
Rev. Mod. Phys.
87
,
1419
(
2015
).
67.
M.
Rowe
,
A.
Ben-Kish
,
B.
DeMarco
,
D.
Leibfried
,
V.
Meyer
,
J.
Beall
,
J.
Britton
,
J.
Hughes
,
W.
Itano
,
B.
Jelenković
,
C.
Langer
,
T.
Rosenband
, and
D.
Wineland
,
Quantum. Inf. Comput.
2
,
257
(
2002
).
68.
D.
James
,
Appl. Phys. B
66
,
181
(
1998
).
69.
W. K.
Hensinger
,
S.
Olmschenk
,
D.
Stick
,
D.
Hucul
,
M.
Yeo
,
M.
Acton
,
L.
Deslauriers
,
C.
Monroe
, and
J.
Rabchuk
,
Appl. Phys. Lett.
88
,
034101
(
2006
).
70.
R. B.
Blakestad
,
C.
Ospelkaus
,
A. P.
VanDevender
,
J. M.
Amini
,
J.
Britton
,
D.
Leibfried
, and
D. J.
Wineland
,
Phys. Rev. Lett.
102
,
153002
(
2009
).
71.
D.
Stick
,
W. K.
Hensinger
,
S.
Olmschenk
,
M. J.
Madsen
,
K.
Schwab
, and
C.
Monroe
,
Nat. Phys.
2
,
36
(
2006
).
72.
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
).
73.
J. M.
Amini
,
H.
Uys
,
J. H.
Wesenberg
,
S.
Seidelin
,
J.
Britton
,
J. J.
Bollinger
,
D.
Leibfried
,
C.
Ospelkaus
,
A. P.
VanDevender
, and
D. J.
Wineland
,
New J. Phys.
12
,
033031
(
2010
).
74.
B.
Tabakov
,
F.
Benito
,
M.
Blain
,
C. R.
Clark
,
S.
Clark
,
R. A.
Haltli
,
P.
Maunz
,
J. D.
Sterk
,
C.
Tigges
, and
D.
Stick
,
Phys. Rev. Appl.
4
,
031001
(
2015
).
75.
R. C.
Sterling
,
H.
Rattanasonti
,
S.
Weidt
,
K.
Lake
,
P.
Srinivasan
,
S. C.
Webster
,
M.
Kraft
, and
W. K.
Hensinger
,
Nat. Commun.
5
,
3637
(
2014
).
76.
M.
Kumph
,
P.
Holz
,
K.
Langer
,
M.
Meraner
,
M.
Niedermayr
,
M.
Brownnutt
, and
R.
Blatt
,
New J. Phys.
18
,
023047
(
2016
).
77.
M.
Mielenz
,
H.
Kalis
,
M.
Wittemer
,
F.
Hakelberg
,
U.
Warring
,
R.
Schmied
,
M.
Blain
,
P.
Maunz
,
D. L.
Moehring
,
D.
Leibfried
, and
T.
Schaetz
,
Nat. Commun.
7
,
11839
(
2016
).
78.
T. H.
Kim
,
P. F.
Herskind
, and
I. L.
Chuang
,
Appl. Phys. Lett.
98
,
214103
(
2011
).
79.
I. A.
Boldin
,
A.
Kraft
, and
C.
Wunderlich
,
Phys. Rev. Lett.
120
,
023201
(
2018
).
80.
J. A.
Sedlacek
,
A.
Greene
,
J.
Stuart
,
R.
McConnell
,
C. D.
Bruzewicz
,
J. M.
Sage
, and
J.
Chiaverini
,
Phys. Rev. A
97
,
020302
(
2018
).
81.
J.
Chiaverini
,
R. B.
Blakestad
,
J.
Britton
,
J. D.
Jost
,
C.
Langer
,
D.
Leibfried
,
R.
Ozeri
, and
D. J.
Wineland
,
Quantum. Inf. Comput.
5
,
419
(
2005
).
82.
J. H.
Wesenberg
,
Phys. Rev. A
78
,
063410
(
2008
).
83.
M. G.
House
,
Phys. Rev. A
78
,
033402
(
2008
).
84.
R.
Schmied
,
J. H.
Wesenberg
, and
D.
Leibfried
,
Phys. Rev. Lett.
102
,
233002
(
2009
).
85.
S.
Hong
,
M.
Lee
,
H.
Cheon
,
T.
Kim
, and
D-i. D.
Cho
,
Sensors (Basel)
16
,
616
(
2016
).
86.
K. K.
Mehta
,
A. M.
Eltony
,
C. D.
Bruzewicz
,
I. L.
Chuang
,
R. J.
Ram
,
J. M.
Sage
, and
J.
Chiaverini
,
Appl. Phys. Lett.
105
,
044103
(
2014
).
87.
A. P.
VanDevender
,
Y.
Colombe
,
J.
Amini
,
D.
Leibfried
, and
D. J.
Wineland
,
Phys. Rev. Lett.
105
,
023001
(
2010
).
88.
D. L.
Moehring
,
C.
Highstrete
,
D.
Stick
,
K. M.
Fortier
,
R.
Haltli
,
C.
Tigges
, and
M. G.
Blain
,
New J. Phys.
13
,
075018
(
2011
).
89.
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
,
S. D.
Habermehl
,
M. G.
Blain
,
D.
Stick
, and
D. L.
Moehring
,
Appl. Phys. B
107
,
913
(
2012
).
90.
D. T. C.
Allcock
,
T. P.
Harty
,
C. J.
Ballance
,
B. C.
Keitch
,
N. M.
Linke
,
D. N.
Stacey
, and
D. M.
Lucas
,
Appl. Phys. Lett.
102
,
044103
(
2013
).
91.
A.
Van Rynbach
,
P.
Maunz
, and
J.
Kim
,
Appl. Phys. Lett.
109
,
221108
(
2016
).
92.
A.
Mokhberi
,
R.
Schmied
, and
S.
Willitsch
,
New J. Phys.
19
,
043023
(
2017
).
93.
M.
Ghadimi
,
V.
Blüms
,
B. G.
Norton
,
P. M.
Fisher
,
S. C.
Connell
,
J. M.
Amini
,
C.
Volin
,
H.
Hayden
,
C.-S.
Pai
,
D.
Kielpinski
,
M.
Lobino
, and
E. W.
Streed
,
npj Quantum Inf.
3
,
4
(
2017
).
94.
J.
Verdú
,
New J. Phys.
13
,
113029
(
2011
).
95.
S.
Stahl
,
F.
Galve
,
J.
Alonso
,
S.
Djekic
,
W.
Quint
,
T.
Valenzuela
,
J.
Verdú
,
M.
Vogel
, and
G.
Werth
,
Eur. Phys. J. D
32
,
139
(
2005
).
96.
M.
Hellwig
,
A.
Bautista-Salvador
,
K.
Singer
,
G.
Werth
, and
F.
Schmidt-Kaler
,
New J. Phys.
12
,
065019
(
2010
).
97.
J.
Goldman
and
G.
Gabrielse
,
Phys. Rev. A
81
,
052335
(
2010
).
98.
M.
Raizen
,
J.
Gilligan
,
J. C.
Bergquist
,
W. M.
Itano
, and
D. J.
Wineland
,
Phys. Rev. A
45
,
6493
(
1992
).
99.
N.
Kjærgaard
,
L.
Hornekær
,
A.
Thommesen
,
Z.
Videsen
, and
M.
Drewsen
,
Appl. Phys. B
71
,
207
(
2000
).
100.
S.
Gulde
,
D.
Rotter
,
P.
Barton
,
F.
Schmidt-Kaler
,
R.
Blatt
, and
W.
Hogervorst
,
Appl. Phys. B
73
,
861
(
2001
).
101.
S.
Wolf
,
D.
Studer
,
K.
Wendt
, and
F.
Schmidt-Kaler
,
Appl. Phys. B
124
,
30
(
2018
).
102.
M.
Harlander
,
M.
Brownnutt
,
W.
Hänsel
, and
R.
Blatt
,
New J. Phys.
12
,
093035
(
2010
).
103.
S. X.
Wang
,
G.
Hao Low
,
N. S.
Lachenmyer
,
Y.
Ge
,
P. F.
Herskind
, and
I. L.
Chuang
,
J. Appl. Phys.
110
,
104901
(
2011
).
104.
J.
Zhang
,
Y.
Xie
,
P.-F.
Liu
,
B.-Q.
Ou
,
W.
Wu
, and
P.-X.
Chen
,
Appl. Phys. B
123
,
45
(
2017
).
105.
J.
Britton
,
D.
Leibfried
,
J. A.
Beall
,
R. B.
Blakestad
,
J. H.
Wesenberg
, and
D. J.
Wineland
,
Appl. Phys. Lett.
95
,
173102
(
2009
).
106.
D.
Stick
,
K.
Fortier
,
R.
Haltli
,
C.
Highstrete
,
D.
Moehring
,
C.
Tigges
, and
M.
Blain
, preprint arXiv:1008.0990 (
2010
).
107.
J. T.
Merrill
,
C.
Volin
,
D.
Landgren
,
J. M.
Amini
,
K.
Wright
,
S. C.
Doret
,
C.
Pai
,
H.
Hayden
,
T.
Killian
,
D.
Faircloth
 et al,
New J. Phys.
13
,
103005
(
2011
).
108.
M.
Cetina
,
A.
Grier
,
J.
Campbell
,
I.
Chuang
, and
V.
Vuletić
,
Phys. Rev. A
76
,
041401
(
2007
).
109.
J. M.
Sage
,
A. J.
Kerman
, and
J.
Chiaverini
,
Phys. Rev. A
86
,
013417
(
2012
).
110.
C.
Bruzewicz
,
R.
McConnell
,
J.
Sedlacek
,
J.
Stuart
,
W.
Loh
,
J.
Sage
, and
J.
Chiaverini
, arXiv:1706.05102 (
2017
).
111.
A.
Keselman
,
Y.
Glickman
,
N.
Akerman
,
S.
Kotler
, and
R.
Ozeri
,
New J. Phys.
13
,
073027
(
2011
).
112.
T.
Ruster
,
C. T.
Schmiegelow
,
H.
Kaufmann
,
C.
Warschburger
,
F.
Schmidt-Kaler
, and
U. G.
Poschinger
,
Appl. Phys. B
122
,
254
(
2016
).
113.
D. J.
Berkeland
and
M. G.
Boshier
,
Phys. Rev. A
65
,
033413
(
2002
).
114.
S.
Olmschenk
,
K. C.
Younge
,
D. L.
Moehring
,
D. N.
Matsukevich
,
P.
Maunz
, and
C.
Monroe
,
Phys. Rev. A
76
,
052314
(
2007
).
115.
N.
Timoney
,
I.
Baumgart
,
M.
Johanning
,
A. F.
Varón
,
M. B.
Plenio
,
A.
Retzker
, and
C.
Wunderlich
,
Nature
476
,
185
(
2011
).
116.
S. C.
Webster
,
S.
Weidt
,
K.
Lake
,
J. J.
McLoughlin
, and
W. K.
Hensinger
,
Phys. Rev. Lett.
111
,
140501
(
2013
).
117.
E. L.
Hahn
,
Phys. Rev.
80
,
580
(
1950
).
118.
L.
Viola
and
S.
Lloyd
,
Phys. Rev. A
58
,
2733
(
1998
).
119.
C.
Langer
,
R.
Ozeri
,
J. D.
Jost
,
J.
Chiaverini
,
B.
DeMarco
,
A.
Ben-Kish
,
R.
Blakestad
,
J.
Britton
,
D.
Hume
,
W. M.
Itano
 et al,
Phys. Rev. Lett.
95
,
060502
(
2005
).
120.
Y.
Zhao
,
J.
Zhang
,
J.
Stuhler
,
G.
Schuricht
,
F.
Lison
,
Z.
Lu
, and
L.
Wang
,
Opt. Commun.
283
,
4696
(
2010
).
121.
Stable Laser Systems, Boulder, CO, USA.
122.
T.
Kessler
,
C.
Hagemann
,
C.
Grebing
,
T.
Legero
,
U.
Sterr
,
F.
Riehle
,
M. J.
Martin
,
L.
Chen
, and
J.
Ye
,
Nat. Photonics
6
,
687
(
2012
).
123.
W.
Nagourney
,
N.
Yu
, and
H.
Dehmelt
, in
Frequency Strandards and Metrology
, edited by
A. D.
Marchi
(
Springer
,
Berlin, Heidelberg
,
1989
), pp.
312
318
.
124.
J.
Benhelm
,
G.
Kirchmair
,
U.
Rapol
,
T.
Körber
,
C. F.
Roos
, and
R.
Blatt
,
Phys. Rev. A
75
,
032506
(
2007
).
125.
K.
Toyoda
,
S.
Haze
,
R.
Yamazaki
, and
S.
Urabe
,
Phys. Rev. A
81
,
032322
(
2010
).
126.
J. A.
Sedlacek
,
J.
Stuart
,
W.
Loh
,
R.
McConnell
,
C. D.
Bruzewicz
,
J. M.
Sage
, and
J.
Chiaverini
,
J. Appl. Phys.
124
,
214904
(
2018
).
127.
I.
Talukdar
,
D. J.
Gorman
,
N.
Daniilidis
,
P.
Schindler
,
S.
Ebadi
,
H.
Kaufmann
,
T.
Zhang
, and
H.
Häffner
,
Phys. Rev. A
93
,
043415
(
2016
).
128.
Q. A.
Turchette
,
C. J.
Myatt
,
B. E.
King
,
C. A.
Sackett
,
D.
Kielpinski
,
W. M.
Itano
,
C.
Monroe
, and
D. J.
Wineland
,
Phys. Rev. A
62
,
053807
(
2000
).
129.
F.
Schmidt-Kaler
,
S.
Gulde
,
M.
Riebe
,
T.
Deuschle
,
A.
Kreuter
,
G.
Lancaster
,
C.
Becher
,
J.
Eschner
,
H.
Häffner
, and
R.
Blatt
,
J. Phys. B: At., Mol. Opt. Phys.
36
,
623
(
2003
).
130.
D. M.
Lucas
,
B. C.
Keitch
,
J. P.
Home
,
G.
Imreh
,
M. J.
McDonnell
,
D. N.
Stacey
,
D. J.
Szwer
, and
A. M.
Steane
, preprint arXiv:0710.4421 (
2007
).
131.
F.
Wolf
,
C.
Shi
,
J. C.
Heip
,
M.
Gessner
,
L.
Pezzè
,
A.
Smerzi
,
M.
Schulte
,
K.
Hammerer
, and
P. O.
Schmidt
, preprint arXiv:1807.01875 (
2018
).
132.
K. C.
McCormick
,
J.
Keller
,
S. C.
Burd
,
D. J.
Wineland
,
A. C.
Wilson
, and
D.
Leibfried
,
Quantum Sci. Technol.
4
,
024010
(
2019
).
133.
Q. A.
Turchette
,
Kielpinski
,
B. E.
King
,
D.
Leibfried
,
D. M.
Meekhof
,
C. J.
Myatt
,
M. A.
Rowe
,
C. A.
Sackett
,
C. S.
Wood
,
W. M.
Itano
,
C.
Monroe
, and
D. J.
Wineland
,
Phys. Rev. A
61
,
063418
(
2000
).
134.
L.
Deslauriers
,
S.
Olmschenk
,
D.
Stick
,
W. K.
Hensinger
,
J.
Sterk
, and
C.
Monroe
,
Phys. Rev. Lett.
97
,
103007
(
2006
).
135.
D. A.
Hite
,
K. S.
McKay
,
S.
Kotler
,
D.
Leibfried
,
D. J.
Wineland
, and
D. P.
Pappas
,
MRS Adv.
2
,
2189
2197
(
2017
).
136.
K.
Lakhmanskiy
,
P. C.
Holz
,
D.
Schärtl
,
B.
Ames
,
R.
Assouly
,
T.
Monz
,
Y.
Colombe
, and
R.
Blatt
,
Phys. Rev. A
99
,
023405
(
2019
).
137.
J.
Labaziewicz
,
Y.
Ge
,
P.
Antohi
,
D.
Leibrandt
,
K. R.
Brown
, and
I. L.
Chuang
,
Phys. Rev. Lett.
100
,
013001
(
2008
).
138.
C. D.
Bruzewicz
,
J. M.
Sage
, and
J.
Chiaverini
,
Phys. Rev. A
91
,
041402
(
2015
).
139.
J.
Chiaverini
and
J. M.
Sage
,
Phys. Rev. A
89
,
012318
(
2014
).
140.
S. X.
Wang
,
Y.
Ge
,
J.
Labaziewicz
,
E.
Dauler
,
K.
Berggren
, and
I. L.
Chuang
,
Appl. Phys. Lett.
97
,
244102
(
2010
).
141.
D. T. C.
Allcock
,
L.
Guidoni
,
T. P.
Harty
,
C. J.
Ballance
,
M. G.
Blain
,
A. M.
Steane
, and
D. M.
Lucas
,
New J. Phys.
13
,
123023
(
2011
).
142.
R.
McConnell
,
C.
Bruzewicz
,
J.
Chiaverini
, and
J.
Sage
,
Phys. Rev. A
92
,
020302
(
2015
).
143.
D. A.
Hite
,
Y.
Colombe
,
A. C.
Wilson
,
K. R.
Brown
,
U.
Warring
,
R.
Jördens
,
J. D.
Jost
,
K. S.
McKay
,
D. P.
Pappas
,
D.
Leibfried
, and
D. J.
Wineland
,
Phys. Rev. Lett.
109
,
103001
(
2012
).
144.
N.
Daniilidis
,
S.
Gerber
,
G.
Bolloten
,
M.
Ramm
,
A.
Ransford
,
E.
Ulin-Avila
,
I.
Talukdar
, and
H.
Häffner
,
Phys. Rev. B
89
,
245435
(
2014
).
145.
K. S.
McKay
,
D. A.
Hite
,
Y.
Colombe
,
R.
Jördens
,
A. C.
Wilson
,
D. H.
Slichter
,
D. T. C.
Allcock
,
D.
Leibfried
,
D. J.
Wineland
, and
D. P.
Pappas
, preprint arXiv:1406.1778 (
2014
).
146.
J. A.
Sedlacek
,
J.
Stuart
,
D. H.
Slichter
,
C. D.
Bruzewicz
,
R.
McConnell
,
J. M.
Sage
, and
J.
Chiaverini
,
Phys. Rev. A
98
,
063430
(
2018
).
147.
E.
Kim
,
A.
Safavi-Naini
,
D. A.
Hite
,
K. S.
McKay
,
D. P.
Pappas
,
P. F.
Weck
, and
H. R.
Sadeghpour
,
Phys. Rev. A
95
,
033407
(
2017
).
148.
D.
Hite
,
Y.
Colombe
,
A.
Wilson
,
D.
Allcock
,
D.
Leibfried
,
D.
Wineland
, and
D.
Pappas
,
MRS Bull.
38
,
826
833
(
2013
).
149.
A. G.
Fowler
,
A. M.
Stephens
, and
P.
Groszkowski
,
Phys. Rev. A
80
,
052312
(
2009
).
150.
C.
Noel
,
M.
Berlin-Udi
,
C.
Matthiesen
,
J.
Yu
,
Y.
Zhou
, and
H.
Häffner
, preprint arXiv:1809.05624 (
2018
).
151.
F.
Diedrich
,
J. C.
Bergquist
,
W. M.
Itano
, and
D. J.
Wineland
,
Phys. Rev. Lett.
62
,
403
(
1989
).
152.
G.
Morigi
,
J.
Eschner
, and
C. H.
Keitel
,
Phys. Rev. Lett.
85
,
4458
(
2000
).
153.
C.
Roos
,
D.
Leibfried
,
A.
Mundt
,
F.
Schmidt-Kaler
,
J.
Eschner
, and
R.
Blatt
,
Phys. Rev. Lett.
85
,
5547
(
2000
).
154.
R.
Lechner
,
C.
Maier
,
C.
Hempel
,
P.
Jurcevic
,
B. P.
Lanyon
,
T.
Monz
,
M.
Brownnutt
,
R.
Blatt
, and
C. F.
Roos
,
Phys. Rev. A
93
,
053401
(
2016
).
155.
Y.
Lin
,
J. P.
Gaebler
,
T. R.
Tan
,
R.
Bowler
,
J. D.
Jost
,
D.
Leibfried
, and
D. J.
Wineland
,
Phys. Rev. Lett.
110
,
153002
(
2013
).
156.
S.
Lloyd
,
Phys. Rev. Lett.
75
,
346
(
1995
).
157.
D. P.
DiVincenzo
,
Phys. Rev. A
51
,
1015
(
1995
).
158.
C.
Ospelkaus
,
C. E.
Langer
,
J. M.
Amini
,
K. R.
Brown
,
D.
Leibfried
, and
D. J.
Wineland
,
Phys. Rev. Lett.
101
,
090502
(
2008
).
159.
F.
Mintert
and
C.
Wunderlich
,
Phys. Rev. Lett.
87
,
257904
(
2001
).
160.
M.
Johanning
,
A.
Braun
,
N.
Timoney
,
V.
Elman
,
W.
Neuhauser
, and
C.
Wunderlich
,
Phys. Rev. Lett.
102
,
073004
(
2009
).
161.
W. C.
Campbell
,
J.
Mizrahi
,
Q.
Quraishi
,
C.
Senko
,
D.
Hayes
,
D.
Hucul
,
D. N.
Matsukevich
,
P.
Maunz
, and
C.
Monroe
,
Phys. Rev. Lett.
105
,
090502
(
2010
).
162.
C.
Ospelkaus
,
U.
Warring
,
Y.
Colombe
,
K.
Brown
,
J.
Amini
,
D.
Leibfried
, and
D.
Wineland
,
Nature
476
,
181
(
2011
).
163.
T. P.
Harty
,
M. A.
Sepiol
,
D. T. C.
Allcock
,
C. J.
Ballance
,
J. E.
Tarlton
, and
D. M.
Lucas
,
Phys. Rev. Lett.
117
,
140501
(
2016
).
164.
S.
Weidt
,
J.
Randall
,
S. C.
Webster
,
K.
Lake
,
A. E.
Webb
,
I.
Cohen
,
T.
Navickas
,
B.
Lekitsch
,
A.
Retzker
, and
W. K.
Hensinger
,
Phys. Rev. Lett.
117
,
220501
(
2016
).
165.
C. J.
Ballance
,
V. M.
Schäfer
,
J. P.
Home
,
D. J.
Szwer
,
S. C.
Webster
,
D. T. C.
Allcock
,
N. M.
Linke
,
T. P.
Harty
,
D. P. L. A.
Craik
,
D. N.
Stacey
,
A. M.
Steane
, and
D. M.
Lucas
,
Nature
528
,
384
(
2015
).
166.
T. R.
Tan
,
J. P.
Gaebler
,
Y.
Lin
,
Y.
Wan
,
R.
Bowler
,
D.
Leibfried
, and
D. J.
Wineland
,
Nature
528
,
380
(
2015
).
167.
N.
Akerman
,
N.
Navon
,
S.
Kotler
,
Y.
Glickman
, and
R.
Ozeri
,
New J. Phys.
17
,
113060
(
2015
).
168.
U. G.
Poschinger
,
G.
Huber
,
F.
Ziesel
,
M.
Deiß
,
M.
Hettrich
,
S. A.
Schulz
,
K.
Singer
,
G.
Poulsen
,
M.
Drewsen
,
R. J.
Hendricks
, and
F.
Schmidt-Kaler
,
J. Phys. B: At., Mol. Opt. Phys.
42
,
154013
(
2009
).
170.
F.
Schmidt-Kaler
,
H.
Häffner
,
M.
Riebe
,
S.
Gulde
,
G. P. T.
Lancaster
,
T.
Deuschle
,
C.
Becher
,
C. F.
Roos
,
J.
Eschner
, and
R.
Blatt
,
Nature
422
,
408
(
2003
).
171.
C. E.
Langer
, “
High fidelity quantum information processing with trapped ions
,” Ph.D. thesis (University of Colorado,
2005
).
172.
A.
Bermudez
,
P. O.
Schmidt
,
M. B.
Plenio
, and
A.
Retzker
,
Phys. Rev. A
85
,
040302
(
2012
).
173.
T. R.
Tan
,
J. P.
Gaebler
,
R.
Bowler
,
Y.
Lin
,
J. D.
Jost
,
D.
Leibfried
, and
D. J.
Wineland
,
Phys. Rev. Lett.
110
,
263002
(
2013
).
174.
A.
Khromova
,
C.
Piltz
,
B.
Scharfenberger
,
T. F.
Gloger
,
M.
Johanning
,
A. F.
Varón
, and
C.
Wunderlich
,
Phys. Rev. Lett.
108
,
220502
(
2012
).
175.
A. M.
Steane
,
G.
Imreh
,
J. P.
Home
, and
D.
Leibfried
,
New J. Phys.
16
,
053049
(
2014
).
176.
K. K.
Mehta
,
C.
Zhang
,
S.
Miller
, and
J. P.
Home
,
Proc. SPIE
10933
,
109330B
(
2019
).
177.
J. J.
García-Ripoll
,
P.
Zoller
, and
J. I.
Cirac
,
Phys. Rev. Lett.
91
,
157901
(
2003
).
178.
T.
Manovitz
,
A.
Rotem
,
R.
Shaniv
,
I.
Cohen
,
Y.
Shapira
,
N.
Akerman
,
A.
Retzker
, and
R.
Ozeri
,
Phys. Rev. Lett.
119
,
220505
(
2017
).
179.
I. L.
Chuang
and
M. A.
Nielsen
,
J. Mod. Opt.
44
,
2455
(
1997
).
180.
J. F.
Poyatos
,
J. I.
Cirac
, and
P.
Zoller
,
Phys. Rev. Lett.
78
,
390
(
1997
).
181.
Y. S.
Weinstein
,
T. F.
Havel
,
J.
Emerson
,
N.
Boulant
,
M.
Saraceno
,
S.
Lloyd
, and
D. G.
Cory
,
J. Chem. Phys.
121
,
6117
(
2004
).
182.
M.
Riebe
,
K.
Kim
,
P.
Schindler
,
T.
Monz
,
P. O.
Schmidt
,
T. K.
Körber
,
W.
Hänsel
,
H.
Häffner
,
C. F.
Roos
, and
R.
Blatt
,
Phys. Rev. Lett.
97
,
220407
(
2006
).
183.
J.
Emerson
,
R.
Alicki
, and
K.
Życzkowski
,
J. Opt. B: Quantum Semiclassical Opt.
7
,
S347
(
2005
).
184.
E.
Knill
,
D.
Leibfried
,
R.
Reichle
,
J.
Britton
,
R. B.
Blakestad
,
J. D.
Jost
,
C.
Langer
,
R.
Ozeri
,
S.
Seidelin
, and
D. J.
Wineland
,
Phys. Rev. A
77
,
012307
(
2008
).
185.
C.
Dankert
,
R.
Cleve
,
J.
Emerson
, and
E.
Livine
,
Phys. Rev. A
80
,
012304
(
2009
).
186.
A.
Carignan-Dugas
,
J. J.
Wallman
, and
J.
Emerson
,
Phys. Rev. A
92
,
060302
(
2015
).
187.
A. W.
Cross
,
E.
Magesan
,
L. S.
Bishop
,
J. A.
Smolin
, and
J. M.
Gambetta
,
npj Quantum Inform.
2
,
16012
(
2016
).
188.
E.
Magesan
,
J. M.
Gambetta
, and
J.
Emerson
,
Phys. Rev. Lett.
106
,
180504
(
2011
).
189.
E.
Magesan
,
J. M.
Gambetta
, and
J.
Emerson
,
Phys. Rev. A
85
,
042311
(
2012
).
190.
H.
Ball
,
T. M.
Stace
,
S. T.
Flammia
, and
M. J.
Biercuk
,
Phys. Rev. A
93
,
022303
(
2016
).
191.
S.
Mavadia
,
C. L.
Edmunds
,
C.
Hempel
,
H.
Ball
,
F.
Roy
,
T. M.
Stace
, and
M. J.
Biercuk
,
npj Quantum Inform.
4
,
7
(
2018
).
192.
R.
Blume-Kohout
,
J. K.
Gamble
,
E.
Nielsen
,
J.
Mizrahi
,
J. D.
Sterk
, and
P.
Maunz
, preprint arXiv:1310.4492 (
2013
).
193.
R.
Blume-Kohout
,
J. K.
Gamble
,
E.
Nielsen
,
K.
Rudinger
,
J.
Mizrahi
,
K.
Fortier
, and
P.
Maunz
,
Nat. Commun.
8
,
14485
(
2017
).
194.
S.
Kimmel
,
G. H.
Low
, and
T. J.
Yoder
,
Phys. Rev. A
92
,
062315
(
2015
).
195.
K.
Rudinger
,
S.
Kimmel
,
D.
Lobser
, and
P.
Maunz
,
Phys. Rev. Lett.
118
,
190502
(
2017
).
196.
C.
Kim
,
C.
Knoernschild
,
B.
Liu
, and
J.
Kim
,
IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.
13
,
322
(
2007
).
197.
D. P. L.
Aude Craik
,
N. M.
Linke
,
M. A.
Sepiol
,
T. P.
Harty
,
J. F.
Goodwin
,
C. J.
Ballance
,
D. N.
Stacey
,
A. M.
Steane
,
D. M.
Lucas
, and
D. T. C.
Allcock
,
Phys. Rev. A
95
,
022337
(
2017
).
198.
C. F.
Roos
,
M.
Riebe
,
H.
Häffner
,
W.
Hänsel
,
J.
Benhelm
,
G. P. T.
Lancaster
,
C.
Becher
,
F.
Schmidt-Kaler
, and
R.
Blatt
,
Science
304
,
1478
(
2004
).
199.
C. D.
Herold
,
S. D.
Fallek
,
J.
Merrill
,
A. M.
Meier
,
K. R.
Brown
,
C.
Volin
, and
J. M.
Amini
,
New J. Phys.
18
,
023048
(
2016
).
200.
D.
Leibfried
,
Phys. Rev. A
60
,
R3335
(
1999
).
201.
C.
Piltz
,
T.
Sriarunothai
,
A. F.
Varón
, and
C.
Wunderlich
,
Nat. Commun.
5
,
4679
46EP
(
2014
).
202.
U.
Warring
,
C.
Ospelkaus
,
Y.
Colombe
,
R.
Jördens
,
D.
Leibfried
, and
D. J.
Wineland
,
Phys. Rev. Lett.
110
,
173002
(
2013
).
203.
D.
Kielpinski
,
C.
Monroe
, and
D. J.
Wineland
,
Nature
417
,
709
(
2002
).
204.
W.
Nagourney
,
J.
Sandberg
, and
H.
Dehmelt
,
Phys. Rev. Lett.
56
,
2797
(
1986
).
205.
J. C.
Bergquist
,
R. G.
Hulet
,
W. M.
Itano
, and
D. J.
Wineland
,
Phys. Rev. Lett.
57
,
1699
(
1986
).
206.
T.
Sauter
,
W.
Neuhauser
,
R.
Blatt
, and
P. E.
Toschek
,
Phys. Rev. Lett.
57
,
1696
(
1986
).
207.
W. M.
Itano
,
J.
Bergquist
,
R. G.
Hulet
, and
D.
Wineland
,
Phys. Scr.
1988
,
79
(
1988
).
208.
R.
Noek
,
G.
Vrijsen
,
D.
Gaultney
,
E.
Mount
,
T.
Kim
,
P.
Maunz
, and
J.
Kim
,
Opt. Lett.
38
,
4735
(
2013
).
209.
S.
Wölk
,
C.
Piltz
,
T.
Sriarunothai
, and
C.
Wunderlich
,
J. Phys. B: At., Mol. Opt. Phys.
48
,
075101
(
2015
).
210.
S.
Debnath
,
N. M.
Linke
,
C.
Figgatt
,
K. A.
Landsman
,
K.
Wright
, and
C.
Monroe
,
Nature
536
,
63
(
2016
).
211.
J.
Zhang
,
G.
Pagano
,
P. W.
Hess
,
A.
Kyprianidis
,
P.
Becker
,
H.
Kaplan
,
A. V.
Gorshkov
,
Z.-X.
Gong
, and
C.
Monroe
,
Nature
551
,
601
(
2017
).
212.
A. H.
Burrell
,
D. J.
Szwer
,
S. C.
Webster
, and
D. M.
Lucas
,
Phys. Rev. A
81
,
040302
(
2010
).
213.
R. J.
Hendricks
,
J. L.
Sørensen
,
C.
Champenois
,
M.
Knoop
, and
M.
Drewsen
,
Phys. Rev. A
77
,
021401
(
2008
).
214.
F.
Lindenfelser
,
M.
Marinelli
,
V.
Negnevitsky
,
S.
Ragg
, and
J. P.
Home
,
New J. Phys.
19
,
063041
(
2017
).
215.
N. M.
Linke
,
D. T. C.
Allcock
,
D. J.
Szwer
,
C. J.
Ballance
,
T. P.
Harty
,
H. A.
Janacek
,
D. N.
Stacey
,
A. M.
Steane
, and
D. M.
Lucas
,
Appl. Phys. B
107
,
1175
(
2012
).
216.
F.
Zhou
,
Y.
Xie
,
L.
Chen
,
W.
Wan
,
H.-Y.
Wu
, and
M.
Feng
,
Chin. Phys. Lett.
30
,
033701
(
2013
).
217.
P. O.
Schmidt
,
T.
Rosenband
,
C.
Langer
,
W. M.
Itano
,
J. C.
Bergquist
, and
D. J.
Wineland
,
Science
309
,
749
(
2005
).
218.
V.
Negnevitsky
,
M.
Marinelli
,
K. K.
Mehta
,
H.-Y.
Lo
,
C.
Flühmann
, and
J. P.
Home
,
Nature
563
,
527
(
2018
).
219.
D. B.
Hume
,
T.
Rosenband
, and
D. J.
Wineland
,
Phys. Rev. Lett.
99
,
120502
(
2007
).
220.
D. H.
Slichter
,
V. B.
Verma
,
D.
Leibfried
,
R. P.
Mirin
,
S. W.
Nam
, and
D. J.
Wineland
,
Opt. Express
25
,
8705
(
2017
).
221.
E. E.
Wollman
,
V. B.
Verma
,
A. D.
Beyer
,
R. M.
Briggs
,
B.
Korzh
,
J. P.
Allmaras
,
F.
Marsili
,
A. E.
Lita
,
R. P.
Mirin
,
S. W.
Nam
, and
M. D.
Shaw
,
Opt. Express
25
,
26792
(
2017
).
222.
D.
Deutsch
and
R.
Jozsa
,
Proc. R. Soc. London, Ser A
439
,
553
(
1992
).
223.
S.
Gulde
,
M.
Riebe
,
G. P. T.
Lancaster
,
C.
Becher
,
J.
Eschner
,
H.
Häffner
,
F.
Schmidt-Kaler
,
I. L.
Chuang
, and
R.
Blatt
,
Nature
421
,
48
(
2003
).
224.
C. H.
Bennett
,
G.
Brassard
,
C.
Crépeau
,
R.
Jozsa
,
A.
Peres
, and
W. K.
Wootters
,
Phys. Rev. Lett.
70
,
1895
(
1993
).
225.
D.
Gottesman
and
I. L.
Chuang
,
Nature
402
,
390
(
1999
).
226.
M. D.
Barrett
,
J.
Chiaverini
,
T.
Schaetz
,
J.
Britton
,
W. M.
Itano
,
J. D.
Jost
,
E.
Knill
,
C.
Langer
,
D.
Leibfried
,
R.
Ozeri
, and
D. J.
Wineland
,
Nature
429
,
737
(
2004
).
227.
M.
Riebe
,
H.
Häffner
,
C. F.
Roos
,
W.
Hänsel
,
J.
Benhelm
,
G. P. T.
Lancaster
,
T. W.
Körber
,
C.
Becher
,
F.
Schmidt-Kaler
,
D. F. V.
James
, and
R.
Blatt
,
Nature
429
,
734
(
2004
).
228.
J.
Chiaverini
,
J.
Britton
,
D.
Leibfried
,
E.
Knill
,
M. D.
Barrett
,
R. B.
Blakestad
,
W. M.
Itano
,
J. D.
Jost
,
C.
Langer
,
R.
Ozeri
,
T.
Schaetz
, and
D. J.
Wineland
,
Science
308
,
997
(
2005
).
229.
K.-A.
Brickman
,
P. C.
Haljan
,
P. J.
Lee
,
M.
Acton
,
L.
Deslauriers
, and
C.
Monroe
,
Phys. Rev. A
72
,
050306
(
2005
).
230.
T.
Monz
,
D.
Nigg
,
E. A.
Martinez
,
M. F.
Brandl
,
P.
Schindler
,
R.
Rines
,
S. X.
Wang
,
I. L.
Chuang
, and
R.
Blatt
,
Science
351
,
1068
(
2016
).
231.
C.
Figgatt
,
D.
Maslov
,
K. A.
Landsman
,
N. M.
Linke
,
S.
Debnath
, and
C.
Monroe
,
Nat. Commun.
8
,
1918
(
2017
).
232.
N. M.
Linke
,
M.
Gutierrez
,
K. A.
Landsman
,
C.
Figgatt
,
S.
Debnath
,
K. R.
Brown
, and
C.
Monroe
,
Sci. Adv.
3
,
e1701074
(
2017
).
233.
C.
Hempel
,
C.
Maier
,
J.
Romero
,
J.
McClean
,
T.
Monz
,
H.
Shen
,
P.
Jurcevic
,
B. P.
Lanyon
,
P.
Love
,
R.
Babbush
,
A.
Aspuru-Guzik
,
R.
Blatt
, and
C. F.
Roos
,
Phys. Rev. X
8
,
031022
(
2018
).
234.
Y.
Nam
,
J.-S.
Chen
,
N. C.
Pisenti
,
K.
Wright
,
C.
Delaney
,
D.
Maslov
,
K. R.
Brown
,
S.
Allen
,
J. M.
Amini
,
J.
Apisdorf
,
K. M.
Beck
,
A.
Blinov
,
V.
Chaplin
,
M.
Chmielewski
,
C.
Collins
,
S.
Debnath
,
A. M.
Ducore
,
K. M.
Hudek
,
M.
Keesan
,
S. M.
Kreikemeier
,
J.
Mizrahi
,
P.
Solomon
,
M.
Williams
,
J. D.
Wong-Campos
,
C.
Monroe
, and
J.
Kim
, preprint arXiv:1902.10171 (
2019
).
235.
IBM
,
Quantum Experience
, http://www.research.ibm.com/quantum.
236.
K.
Kim
,
M.-S.
Chang
,
R.
Islam
,
S.
Korenblit
,
L.-M.
Duan
, and
C.
Monroe
,
Phys. Rev. Lett.
103
,
120502
(
2009
).
237.
K.
Kim
,
M.-S.
Chang
,
S.
Korenblit
,
R.
Islam
,
E. E.
Edwards
,
J. K.
Freericks
,
G.-D.
Lin
,
L.-M.
Duan
, and
C.
Monroe
,
Nature
465
,
590
(
2010
).
238.
R.
Islam
,
C.
Senko
,
W. C.
Campbell
,
S.
Korenblit
,
J.
Smith
,
A.
Lee
,
E. E.
Edwards
,
C.-C. J.
Wang
,
J. K.
Freericks
, and
C.
Monroe
,
Science
340
,
583
(
2013
).
239.
P.
Jurcevic
,
B. P.
Lanyon
,
P.
Hauke
,
C.
Hempel
,
P.
Zoller
,
R.
Blatt
, and
C. F.
Roos
,
Nature
511
,
202
(
2014
).
240.
P.
Richerme
,
Z.-X.
Gong
,
A.
Lee
,
C.
Senko
,
J.
Smith
,
M.
Foss-Feig
,
S.
Michalakis
,
A. V.
Gorshkov
, and
C.
Monroe
,
Nature
511
,
198
(
2014
).
241.
J.
Smith
,
A.
Lee
,
P.
Richerme
,
B.
Neyenhuis
,
P. W.
Hess
,
P.
Hauke
,
M.
Heyl
,
D. A.
Huse
, and
C.
Monroe
,
Nat. Phys.
12
,
907
(
2016
).
242.
C.
Maier
,
T.
Brydges
,
P.
Jurcevic
,
N.
Trautmann
,
C.
Hempel
,
B. P.
Lanyon
,
P.
Hauke
,
R.
Blatt
, and
C. F.
Roos
,
Phys. Rev. Lett.
122
,
050501
(
2019
).
243.
T.
Monz
,
P.
Schindler
,
J. T.
Barreiro
,
M.
Chwalla
,
D.
Nigg
,
W. A.
Coish
,
M.
Harlander
,
W.
Hänsel
,
M.
Hennrich
, and
R.
Blatt
,
Phys. Rev. Lett.
106
,
130506
(
2011
).
244.
P. H.
Leung
and
K. R.
Brown
,
Phys. Rev. A
98
,
032318
(
2018
).
245.
S.-L.
Zhu
,
C.
Monroe
, and
L.-M.
Duan
,
Europhys. Lett.
73
,
485
(
2006
).
246.
R.
Bowler
,
J.
Gaebler
,
Y.
Lin
,
T. R.
Tan
,
D.
Hanneke
,
J. D.
Jost
,
J. P.
Home
,
D.
Leibfried
, and
D. J.
Wineland
,
Phys. Rev. Lett.
109
,
080502
(
2012
).
247.
T.
Ruster
,
C.
Warschburger
,
H.
Kaufmann
,
C. T.
Schmiegelow
,
A.
Walther
,
M.
Hettrich
,
A.
Pfister
,
V.
Kaushal
,
F.
Schmidt-Kaler
, and
U. G.
Poschinger
,
Phys. Rev. A
90
,
033410
(
2014
).
248.
H.
Kaufmann
,
T.
Ruster
,
C. T.
Schmiegelow
,
M. A.
Luda
,
V.
Kaushal
,
J.
Schulz
,
D.
von Lindenfels
,
F.
Schmidt-Kaler
, and
U. G.
Poschinger
,
Phys. Rev. A
95
,
052319
(
2017
).
249.
A.
Walther
,
F.
Ziesel
,
T.
Ruster
,
S. T.
Dawkins
,
K.
Ott
,
M.
Hettrich
,
K.
Singer
,
F.
Schmidt-Kaler
, and
U.
Poschinger
,
Phys. Rev. Lett.
109
,
080501
(
2012
).
250.
X.-J.
Lu
,
A.
Ruschhaupt
, and
J. G.
Muga
,
Phys. Rev. A
97
,
053402
(
2018
).
251.
G.
Kirchmair
,
J.
Benhelm
,
F.
Zähringer
,
R.
Gerritsma
,
C. F.
Roos
, and
R.
Blatt
,
New J. Phys.
11
,
023002
(
2009
).
252.
H. A.
Fürst
,
M. H.
Goerz
,
U. G.
Poschinger
,
M.
Murphy
,
S.
Montangero
,
T.
Calarco
,
F.
Schmidt-Kaler
,
K.
Singer
, and
C. P.
Koch
,
New J. Phys.
16
,
075007
(
2014
).
253.
K.
Wright
,
J. M.
Amini
,
D. L.
Faircloth
,
C.
Volin
,
S. C.
Doret
,
H.
Hayden
,
C.-S.
Pai
,
D. W.
Landgren
,
D.
Denison
,
T.
Killian
,
R. E.
Slusher
, and
A. W.
Harter
,
New J. Phys.
15
,
033004
(
2013
).
254.
D. L.
Moehring
,
P.
Maunz
,
S.
Olmschenk
,
K. C.
Younge
,
D. N.
Matsukevich
,
L.-M.
Duan
, and
C.
Monroe
,
Nature
449
,
68
(
2007
).
255.
C. K.
Hong
,
Z. Y.
Ou
, and
L.
Mandel
,
Phys. Rev. Lett.
59
,
2044
(
1987
).
256.
D.
Hucul
,
I. V.
Inlek
,
G.
Vittorini
,
C.
Crocker
,
S.
Debnath
,
S. M.
Clark
, and
C.
Monroe
,
Nat. Phys.
11
,
37
(
2015
).
257.
A. B.
Mundt
,
A.
Kreuter
,
C.
Becher
,
D.
Leibfried
,
J.
Eschner
,
F.
Schmidt-Kaler
, and
R.
Blatt
,
Phys. Rev. Lett.
89
,
103001
(
2002
).
258.
M.
Keller
,
B.
Lange
,
K.
Hayasaka
,
W.
Lange
, and
H.
Walther
,
Nature
431
,
1075
(
2004
).
259.
P. F.
Herskind
,
A.
Dantan
,
J. P.
Marler
,
M.
Albert
, and
M.
Drewsen
,
Nat. Phys.
5
,
494
(
2009
).
260.
A.
Stute
,
B.
Casabone
,
P.
Schindler
,
T.
Monz
,
P. O.
Schmidt
,
B.
Brandstätter
,
T. E.
Northup
, and
R.
Blatt
,
Nature
485
,
482
(
2012
).
261.
M.
Steiner
,
H. M.
Meyer
,
C.
Deutsch
,
J.
Reichel
, and
M.
Köhl
,
Phys. Rev. Lett.
110
,
043003
(
2013
).
262.
A.
Stute
,
B.
Casabone
,
B.
Brandstätter
,
K.
Friebe
,
T. E.
Northup
, and
R.
Blatt
,
Nat. Photonics
7
,
219
(
2013
).
263.
T.
Takahashi
,
E.
Kassa
,
C.
Christoforou
, and
M.
Keller
, preprint arXiv:1808.04031 (
2018
).
264.
T. G.
Ballance
,
H. M.
Meyer
,
P.
Kobel
,
K.
Ott
,
J.
Reichel
, and
M.
Köhl
,
Phys. Rev. A
95
,
033812
(
2017
).
265.
S.
Begley
,
M.
Vogt
,
G. K.
Gulati
,
H.
Takahashi
, and
M.
Keller
,
Phys. Rev. Lett.
116
,
223001
(
2016
).
266.
P.
Maunz
,
D. L.
Moehring
,
S.
Olmschenk
,
K. C.
Younge
,
D. N.
Matsukevich
, and
C.
Monroe
,
Nat. Phys.
3
,
538
(
2007
).
267.
D. A.
Lidar
,
I. L.
Chuang
, and
K. B.
Whaley
,
Phys. Rev. Lett.
81
,
2594
(
1998
).
268.
P.
Zanardi
and
M.
Rasetti
,
Phys. Rev. Lett.
79
,
3306
(
1997
).
269.
L.-M.
Duan
and
G.-C.
Guo
,
Phys. Rev. A
57
,
737
(
1998
).
270.
N. C.
Jones
,
R.
Van Meter
,
A. G.
Fowler
,
P. L.
McMahon
,
J.
Kim
,
T. D.
Ladd
, and
Y.
Yamamoto
,
Phys. Rev. X
2
,
031007
(
2012
).
271.
D.
Kielpinski
,
V.
Meyer
,
M. A.
Rowe
,
C. A.
Sackett
,
W. M.
Itano
,
C.
Monroe
, and
D. J.
Wineland
,
Science
291
,
1013
(
2001
).
272.
H.
Häffner
,
F.
Schmidt-Kaler
,
W.
Hänsel
,
C. F.
Roos
,
T.
Körber
,
M.
Chwalla
,
M.
Riebe
,
J.
Benhelm
,
U. D.
Rapol
,
C.
Becher
, and
R.
Blatt
,
Appl. Phys. B
81
,
151
(
2005
).
273.
L.
Aolita
,
L.
Davidovich
,
K.
Kim
, and
H.
Häffner
,
Phys. Rev. A
75
,
052337
(
2007
).
274.
L.-X.
Cen
,
Z. D.
Wang
, and
S. J.
Wang
,
Phys. Rev. A
74
,
032321
(
2006
).
275.
T.
Monz
,
K.
Kim
,
A. S.
Villar
,
P.
Schindler
,
M.
Chwalla
,
M.
Riebe
,
C. F.
Roos
,
H.
Häffner
,
W.
Hänsel
,
M.
Hennrich
, and
R.
Blatt
,
Phys. Rev. Lett.
103
,
200503
(
2009
).
276.
J. T.
Merrill
and
K. R.
Brown
, “
Progress in compensating pulse sequences for quantum computation
,” in
Quantum Information and Computation for Chemistry
(
John Wiley & Sons
,
Ltd
.,
2014
), Chap. 10, pp.
241
294
.
277.
C.
Kabytayev
,
T. J.
Green
,
K.
Khodjasteh
,
M. J.
Biercuk
,
L.
Viola
, and
K. R.
Brown
,
Phys. Rev. A
90
,
012316
(
2014
).
278.
M. J.
Biercuk
,
H.
Uys
,
A. P.
VanDevender
,
N.
Shiga
,
W. M.
Itano
, and
J. J.
Bollinger
,
Phys. Rev. A
79
,
062324
(
2009
).
279.
D. J.
Szwer
,
S. C.
Webster
,
A. M.
Steane
, and
D. M.
Lucas
,
J. Phys. B: At., Mol. Opt. Phys.
44
,
025501
(
2011
).
280.
J. R.
West
,
D. A.
Lidar
,
B. H.
Fong
, and
M. F.
Gyure
,
Phys. Rev. Lett.
105
,
230503
(
2010
).
281.
S.
Wimperis
,
J. Magn. Reson., Ser. A
109
,
221
(
1994
).
282.
H. K.
Cummins
,
G.
Llewellyn
, and
J. A.
Jones
,
Phys. Rev. A
67
,
042308
(
2003
).
283.
N.
Timoney
,
V.
Elman
,
S.
Glaser
,
C.
Weiss
,
M.
Johanning
,
W.
Neuhauser
, and
C.
Wunderlich
,
Phys. Rev. A
77
,
052334
(
2008
).
284.
E.
Mount
,
C.
Kabytayev
,
S.
Crain
,
R.
Harper
,
S.-Y.
Baek
,
G.
Vrijsen
,
S. T.
Flammia
,
K. R.
Brown
,
P.
Maunz
, and
J.
Kim
,
Phys. Rev. A
92
,
060301
(
2015
).
285.
J. T.
Merrill
,
S. C.
Doret
,
G.
Vittorini
,
J. P.
Addison
, and
K. R.
Brown
,
Phys. Rev. A
90
,
040301
(
2014
).
286.
G. H.
Low
,
T. J.
Yoder
, and
I. L.
Chuang
,
Phys. Rev. X
6
,
041067
(
2016
).
287.
R.
McConnell
,
G. H.
Low
,
T. J.
Yoder
,
C. D.
Bruzewicz
,
I. L.
Chuang
,
J.
Chiaverini
, and
J. M.
Sage
,
Phys. Rev. A
96
,
051801
(
2017
).
288.
D.
Beckman
,
A. N.
Chari
,
S.
Devabhaktuni
, and
J.
Preskill
,
Phys. Rev. A
54
,
1034
(
1996
).
289.
W. K.
Wootters
and
W. H.
Zurek
,
Nature
299
,
802 EP
(
1982
).
290.
D.
Dieks
,
Phys. Lett. A
92
,
271
(
1982
).
291.
D.
Gottesman
, preprint arXiv:0904.2557 (
2009
).
292.
E.
Knill
and
R.
Laflamme
,
Phys. Rev. A
55
,
900
(
1997
).
293.
S. B.
Bravyi
and
A. Y.
Kitaev
, preprint arXiv:quant-ph/9811052 (
1998
).
294.
A. G.
Fowler
,
M.
Mariantoni
,
J. M.
Martinis
, and
A. N.
Cleland
,
Phys. Rev. A
86
,
032324
(
2012
).
295.
K. M.
Svore
,
D. P.
DiVincenzo
, and
B. M.
Terhal
,
Quantum. Inf. Comput.
7
,
297
(
2007
).
296.
K. M.
Svore
,
A. W.
Cross
,
I. L.
Chuang
, and
A. V.
Aho
,
Quantum. Inf. Comput.
6
,
193
(
2006
).
297.
J.
Chiaverini
,
D.
Leibfried
,
T.
Schaetz
,
M. D.
Barrett
,
R. B.
Blakestad
,
J.
Britton
,
W. M.
Itano
,
J. D.
Jost
,
E.
Knill
,
C.
Langer
,
R.
Ozeri
, and
D. J.
Wineland
,
Nature
432
,
602
(
2004
).
298.
P.
Schindler
,
J. T.
Barreiro
,
T.
Monz
,
V.
Nebendahl
,
D.
Nigg
,
M.
Chwalla
,
M.
Hennrich
, and
R.
Blatt
,
Science
332
,
1059
(
2011
).
299.
D.
Nigg
,
M.
Müller
,
E. A.
Martinez
,
P.
Schindler
,
M.
Hennrich
,
T.
Monz
,
M. A.
Martin-Delgado
, and
R.
Blatt
,
Science
345
,
302
(
2014
).
300.
C. J.
Trout
,
M.
Li
,
M.
Gutierrez
,
Y.
Wu
,
S.-T.
Wang
,
L.
Duan
, and
K. R.
Brown
,
New J. Phys.
20
,
043038
(
2018
).
301.
J. B.
Wübbena
,
S.
Amairi
,
O.
Mandel
, and
P. O.
Schmidt
,
Phys. Rev. A
85
,
043412
(
2012
).
302.
J. P.
Home
, preprint arXiv:1306.5950 (
2013
).
303.
R. E.
Drullinger
,
D. J.
Wineland
, and
J. C.
Bergquist
,
Appl. Phys.
22
,
365
(
1980
).
304.
D. J.
Larson
,
J. C.
Bergquist
,
J. J.
Bollinger
,
W. M.
Itano
, and
D. J.
Wineland
,
Phys. Rev. Lett.
57
,
70
(
1986
).
305.
H.
Imajo
,
K.
Hayasaka
,
R.
Ohmukai
,
U.
Tanaka
,
M.
Watanabe
, and
S.
Urabe
,
Phys. Rev. A
53
,
122
(
1996
).
306.
B. B.
Blinov
,
L.
Deslauriers
,
P.
Lee
,
M. J.
Madsen
,
R.
Miller
, and
C.
Monroe
,
Phys. Rev. A
65
,
040304
(
2002
).
307.
M. D.
Barrett
,
B.
DeMarco
,
T.
Schaetz
,
V.
Meyer
,
D.
Leibfried
,
J.
Britton
,
J.
Chiaverini
,
W. M.
Itano
,
B.
Jelenković
,
J. D.
Jost
,
C.
Langer
,
T.
Rosenband
, and
D. J.
Wineland
,
Phys. Rev. A
68
,
042302
(
2003
).
308.
C. W.
Chou
,
D. B.
Hume
,
J. C. J.
Koelemeij
,
D. J.
Wineland
, and
T.
Rosenband
,
Phys. Rev. Lett.
104
,
070802
(
2010
).
309.
J. P.
Home
,
D.
Hanneke
,
J. D.
Jost
,
J. M.
Amini
,
D.
Leibfried
, and
D. J.
Wineland
,
Science
325
,
1227
(
2009
).
310.
I. V.
Inlek
,
C.
Crocker
,
M.
Lichtman
,
K.
Sosnova
, and
C.
Monroe
,
Phys. Rev. Lett.
118
,
250502
(
2017
).
311.
J. D.
Jost
,
J. P.
Home
,
J. M.
Amini
,
D.
Hanneke
,
R.
Ozeri
,
C.
Langer
,
J. J.
Bollinger
,
D.
Leibfried
, and
D. J.
Wineland
,
Nature
459
,
683
(
2009
).
312.
J. P.
Home
,
M. J.
McDonnell
,
D. J.
Szwer
,
B. C.
Keitch
,
D. M.
Lucas
,
D. N.
Stacey
, and
A. M.
Steane
,
Phys. Rev. A
79
,
050305
(
2009
).
313.
D.
Hanneke
,
J. P.
Home
,
J. D.
Jost
,
J. M.
Amini
,
D.
Leibfried
, and
D. J.
Wineland
,
Nat. Phys.
6
,
13
(
2010
).
314.
C.-W.
Chou
,
C.
Kurz
,
D. B.
Hume
,
P. N.
Plessow
,
D. R.
Leibrandt
, and
D.
Leibfried
,
Nature
545
,
203
(
2017
).
315.
E. R.
Hudson
and
W. C.
Campbell
,
Phys. Rev. A
98
,
040302
(
2018
).
316.
C.
Monroe
and
J.
Kim
,
Science
339
,
1164
(
2013
).
317.
K. R.
Brown
,
J.
Kim
, and
C.
Monroe
,
npj Quantum Inf.
2
,
16034
(
2016
).
318.
N. D.
Guise
,
S. D.
Fallek
,
K. E.
Stevens
,
K. R.
Brown
,
C.
Volin
,
A. W.
Harter
,
J. M.
Amini
,
R. E.
Higashi
,
S. T.
Lu
,
H. M.
Chanhvongsak
,
T. A.
Nguyen
,
M. S.
Marcus
,
T. R.
Ohnstein
, and
D. W.
Youngner
,
J. Appl. Phys.
117
,
174901
(
2015
).
319.
D.
Kielpinski
,
C.
Volin
,
E. W.
Streed
,
F.
Lenzini
, and
M.
Lobino
,
Quantum Inf. Process.
15
,
5315
(
2016
).
320.
K. K.
Mehta
,
Integrated optical quantum manipulation and measurement of trapped ions
, Ph.D. thesis, Massachusetts Institute of Technology (
2017
).
321.
D.
Thomson
,
A.
Zilkie
,
J. E.
Bowers
,
T.
Komljenovic
,
G. T.
Reed
,
L.
Vivien
,
D.
Marris-Morini
,
E.
Cassan
,
L.
Virot
,
J.-M.
Fédéli
,
J.-M.
Hartmann
,
J. H.
Schmid
,
D.-X.
Xu
,
F.
Boeuf
,
P.
O'Brien
,
G. Z.
Mashanovich
, and
M.
Nedeljkovic
,
J. Optics
18
,
073003
(
2016
).
322.
Y. Z.
Tang
,
W. H.
Wang
,
T.
Li
, and
Y. L.
Wang
,
IEEE Photonics Technol. Lett.
14
,
68
(
2002
).
323.
D.
Heitmann
and
C.
Ortiz
,
IEEE J. Quantum Electron.
17
,
1257
(
1981
).
324.
C.
Sorace-Agaskar
,
S.
Bramhavar
,
D.
Kharas
,
W.
Loh
,
P. W.
Juodawlkis
,
J.
Chiaverini
, and
J. M.
Sage
,
Proc. SPIE
10510
,
105100D
(
2018
).
325.
C.
Xiong
,
W.
Pernice
,
K. K.
Ryu
,
C.
Schuck
,
K. Y.
Fong
,
T.
Palacios
, and
H. X.
Tang
,
Opt. Express
19
,
10462
(
2011
).
326.
C.
Xiong
,
W. H. P.
Pernice
,
X.
Sun
,
C.
Schuck
,
K. Y.
Fong
, and
H. X.
Tang
,
New J. Phys.
14
,
095014
(
2012
).
327.
T.-J.
Lu
,
M.
Fanto
,
H.
Choi
,
P.
Thomas
,
J.
Steidle
,
S.
Mouradian
,
W.
Kong
,
D.
Zhu
,
H.
Moon
,
K.
Berggren
,
J.
Kim
,
M.
Soltani
,
S.
Preble
, and
D.
Englund
,
Opt. Express
26
,
11147
(
2018
).
328.
X.
Liu
,
A. W.
Bruch
,
Z.
Gong
,
J.
Lu
,
L.
Surya
,
J.
B.and
,
J. W.
Zhang
,
J.
Yan
, and
H. X.
Tang
,
Optica
5
,
1279
(
2018
).
329.
M.
Zhang
,
C.
Wang
,
R.
Cheng
,
A.
Shams-Ansari
, and
M.
Lončar
,
Optica
4
,
1536
(
2017
).
330.
G. N.
West
,
W.
Loh
,
D.
Kharas
,
C.
Sorace-Agaskar
,
K. K.
Mehta
,
J. M.
Sage
,
J.
Chiaverini
, and
R. J.
Ram
,
APL. Photon.
4
,
026101
(
2019
).
331.
J.
Notaros
,
F.
Pavanello
,
M. T.
Wade
,
C. M.
Gentry
,
A.
Atabaki
,
L.
Alloatti
,
R. J.
Ram
, and
M. A.
Popović
, in
Optical Fiber Communication Conference
(Optical Society of America,
2016
), p.
M2I.5
.
332.
K. K.
Mehta
and
R. J.
Ram
,
Sci. Rep.
7
,
2019
(
2017
).
333.
S. S.
Yegnanarayanan
,
R. T.
Maxson
,
C.
Sorace-Agaskar
,
D.
Kharas
, and
P. W.
Juodawlkis
, in
Conference on Lasers and Electro-Optics
(Optical Society of America,
2018
), p.
SW4B.5
.
334.
A.
Mohanty
,
Q.
Li
,
M. A.
Tadayon
,
G.
Bhatt
,
E.
Shim
,
X.
Ji
,
J.
Cardenas
,
S. A.
Miller
,
A.
Kepecs
, and
M.
Lipson
, in
Conference on Lasers and Electro-Optics
(Optical Society of America,
2018
), p.
ATh3Q.1
.
335.
M.
Feng
,
J.
Wang
,
R.
Zhou
,
Q.
Sun
,
H.
Gao
,
Y.
Zhou
,
J.
Liu
,
Y.
Huang
,
S.
Zhang
,
M.
Ikeda
,
H.
Wang
,
Y.
Zhang
,
Y.
Wang
, and
H.
Yang
,
IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.
24
,
8200305
(
2018
).
336.
S.
Zhu
and
G.-Q.
Lo
,
Opt. Express
24
,
12501
(
2016
).
337.
K. K.
Mehta
,
G. N.
West
, and, and
R. J.
Ram
,
in
proceedings of 2017 Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO)
(
2017
), pp.
1
2
.
338.
C.
Wang
,
M.
Zhang
,
B.
Stern
,
M.
Lipson
, and
M.
Lončar
,
Opt. Express
26
,
1547
(
2018
).
339.
B.
Desiatov
,
A.
Shams-Ansari
,
M.
Zhang
,
C.
Wang
, and
M.
Lončar
,
Optica
6
,
380
(
2019
).
340.
C. R.
Clark
,
C.
Chou
,
A. R.
Ellis
,
J.
Hunker
,
S. A.
Kemme
,
P.
Maunz
,
B.
Tabakov
,
C.
Tigges
, and
D. L.
Stick
,
Phys. Rev. Appl.
1
,
024004
(
2014
).
341.
A. M.
Eltony
,
S. X.
Wang
,
G. M.
Akselrod
,
P. F.
Herskind
, and
I. L.
Chuang
,
Appl. Phys. Lett.
102
,
054106
(
2013
).
342.
R. M.
Field
,
J.
Lary
,
J.
Cohn
,
L.
Paninski
, and
K. L.
Shepard
,
Appl. Phys. Lett.
97
,
211111
(
2010
).
343.
N. D.
Guise
,
S. D.
Fallek
,
H.
Hayden
,
C.-S.
Pai
,
C.
Volin
,
K. R.
Brown
,
J. T.
Merrill
,
A. W.
Harter
,
J. M.
Amini
,
L. M.
Lust
,
K.
Muldoon
,
D.
Carlson
, and
J.
Budach
,
Rev. Sci. Instrum.
85
,
063101
(
2014
).
344.
J.
Preskill
,
Quantum
2
,
79
(
2018
).
345.
M. J. B. A. P.
Lund
and
T. C.
Ralph
,
npj Quantum Inf.
3
,
15
(
2017
).
346.
C. L.
Degen
,
F.
Reinhard
, and
P.
Cappellaro
,
Rev. Mod. Phys.
89
,
035002
(
2017
).
347.
F.
Schmidt-Kaler
and
R.
Gerritsma
,
Europhys. Lett.
99
,
53001
(
2012
).
348.
R.
Ozeri
, preprint arXiv:1310.3432 (
2013
).
349.
W.
Dür
,
M.
Skotiniotis
,
F.
Fröwis
, and
B.
Kraus
,
Phys. Rev. Lett.
112
,
080801
(
2014
).
350.
F.
Reiter
,
A. S.
Sorensen
,
P.
Zoller
, and
C. A.
Muschik
,
Nat. Commun.
8
,
1822
(
2017
).
351.
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
).
352.
G.
Kirchmair
,
J.
Benhelm
,
F.
Zähringer
,
R.
Gerritsma
,
C. F.
Roos
, and
R.
Blatt
,
Phys. Rev. A
79
,
020304
(
2009
).
353.
D.
Hucul
,
J. E.
Christensen
,
E. R.
Hudson
, and
W. C.
Campbell
,
Phys. Rev. Lett.
119
,
100501
(
2017
).
354.
A.
Sørensen
and
K.
Mølmer
,
Phys. Rev. A
62
,
022311
(
2000
).
355.
N. C.
Brown
and
K. R.
Brown
,
Phys. Rev. A
97
,
052301
(
2018
).
356.
C. J.
Ballance
, “
High-fidelity quantum logic in Ca+
,” Ph.D. thesis (University of Oxford,
2014
).
357.
J. F.
Poyatos
,
J. I.
Cirac
, and
P.
Zoller
,
Phys. Rev. Lett.
77
,
4728
(
1996
).
358.
Y.
Lin
,
J. P.
Gaebler
,
F.
Reiter
,
T. R.
Tan
,
R.
Bowler
,
A. S.
Sørensen
,
D.
Leibfried
, and
D. J.
Wineland
,
Nature
504
,
415
(
2013
).
You do not currently have access to this content.