特表 2022-507107 スケーラブルな中性原子に基づく量子計算

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-01-18

(54)【発明の名称】スケーラブルな中性原子に基づく量子計算

(51)【国際特許分類】

   G06N 10/00 20220101AFI20220111BHJP

【ＦＩ】

G06N10/00

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021525309

(86)(22)【出願日】2019-11-12

(85)【翻訳文提出日】2021-07-12

(86)【国際出願番号】 US2019061029

(87)【国際公開番号】W WO2020102256

(87)【国際公開日】2020-05-22

(31)【優先権主張番号】62/760,781

(32)【優先日】2018-11-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】62/815,985

(32)【優先日】2019-03-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】16/405,877

(32)【優先日】2019-05-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．ＡＮＤＲＯＩＤ

(71)【出願人】

【識別番号】521199650

【氏名又は名称】アトム コンピューティング インク．

(74)【代理人】

【識別番号】100082072

【弁理士】

【氏名又は名称】清原 義博

(72)【発明者】

【氏名】キング，ジョナサン

(72)【発明者】

【氏名】ブルーム，ベンジャミン

(72)【発明者】

【氏名】コトル，クリシュ

(72)【発明者】

【氏名】レスター，ブライアン

(72)【発明者】

【氏名】パーソンズ，マックスウェル

(57)【要約】

【解決手段】
色本開示は、非古典的計算を実行するための方法およびシステムを提供する。該方法およびシステムは、複数の原子をトラップするための複数の空間的に別個の光学トラップサイトと、原子に、第１の原子状態と第２の原子状態の１以上の重ね合わせ状態を採用するよう誘起するために、複数のなかの１以上の原子に電磁エネルギーを加える、１以上の電磁送達ユニットと、１以上の重ね合わせ状態の１以上の原子の少なくともサブセットを、複数のなかの少なくとも別の原子と、量子学的にもつれさせるための、１以上のもつれユニットと、非古典的計算を得るために、重ね合わせ状態の測定を実行するための、１以上の読み出し光学ユニットと、を一般に使用する。
【選択図】図３Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

非古典的計算を実行するためのシステムであって、前記システムは、
複数の空間的に個別の光学トラップサイトを生成するように構成された、１以上の光学トラップユニットであって、前記複数の光学トラップサイトは、複数の原子をトラップするように構成され、前記複数の原子は、６０を上回る原子を含む、１以上の光学トラップユニットと、
前記複数の原子の１以上の原子に電磁エネルギーを加えるように構成された、１以上の電磁送達ユニットであって、これによって、前記１以上の原子に、第１の原子状態および前記第１の原子状態とは異なる少なくとも第２の原子状態の、１以上の重ね合わせ状態を採用するように、誘起する、１以上の電磁送達ユニットと、
前記重ね合わせ状態の前記１以上の原子の少なくともサブセットを、前記複数の原子の少なくとも別の原子と、量子学的にもつれさせるように構成された、１以上のもつれユニットと、
前記非古典的計算を得るために、前記１以上の重ね合わせ状態の１以上の測定を実行するように構成された、１以上の読み出し光学ユニットと、
を含む、システム。

【請求項2】

前記非古典的計算が量子計算を含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記量子計算がゲートモデル量子計算を含む、請求項２に記載のシステム。

【請求項4】

前記複数の原子の１以上の原子が量子ビットを含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

前記第１の原子状態が第１の単一量子ビット状態を含み、前記第２の原子状態が第２の単一量子ビット状態を含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項6】

前記第１の原子状態または前記第２の原子状態が、前記原子の基底原子状態に対してエネルギーを高められる、請求項１に記載のシステム。

【請求項7】

前記第１の原子状態が第１の超微細電子状態を含み、前記第２の原子状態が前記第１の超微細電子状態とは異なる第２の超微細電子状態を含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項8】

前記第１の原子状態が第１の核スピン状態を含み、前記第２の原子状態が前記第１の核スピン状態とは異なる第２の核スピン状態を含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項9】

前記複数の原子が、少なくとも１００の原子を含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項10】

前記複数の原子が、中性原子を含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項11】

前記複数の原子が、レアアース原子を含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項12】

前記複数の原子が、アルカリ原子を含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項13】

前記複数の原子が、アルカリ土類原子を含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項14】

前記アルカリ土類原子が、ストロンチウム原子を含む、請求項１３に記載のシステム。

【請求項15】

前記ストロンチウム原子が、ストロンチウム－８７原子を含む、請求項１４に記載のシステム。

【請求項16】

前記第１の原子状態と前記第２の原子状態が、ストロンチウム－８７^３Ｐ_１マニホールド上に、第１の超微細状態と第２の超微細状態とを含む、請求項１５に記載のシステム。

【請求項17】

前記第１の原子状態と前記第２の原子状態が、ストロンチウム－８７^３Ｐ_２マニホールド上に、第１の超微細状態と第２の超微細状態とを含む、請求項１５に記載のシステム。

【請求項18】

前記第１の原子状態と前記第２の原子状態が、多重項のマニホールド上に、第１の超微細状態と第２の超微細状態とを含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項19】

前記第１の原子状態と前記第２の原子状態が、三重項マニホールド上に、第１の超微細状態と第２の超微細状態とを含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項20】

前記第１の原子状態と前記第２の原子状態が、四極子核の第１の核スピン状態と第２の核スピン状態とを含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項21】

前記第１の原子状態と前記第２の原子状態が、核スピン９／２の、第１の核スピン状態と第２の核スピン状態とを含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項22】

前記第１の原子状態と前記第２の原子状態が、ストロンチウム－８７の、第１の核スピン状態と第２の核スピン状態とを含む、請求項１５に記載のシステム。

【請求項23】

前記１以上の重ね合わせ状態の前記１以上の原子の前記サブセットと前記別の原子とが、少なくとも１秒のコヒーレンス寿命で量子学的にもつれている、請求項１に記載のシステム。

【請求項24】

前記複数の原子が、最大で１０マイクロケルビン（μＫ）の温度を含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項25】

前記システムを最大１０－６パスカル（Ｐａ）の圧力に維持するように構成された、１以上の真空ユニットをさらに含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項26】

前記複数の光学トラップサイトの各々の光学トラップサイトが、互いの光学トラップサイトから少なくとも２００ナノメートル（ｎｍ）空間的に離されている、請求項１に記載のシステム。

【請求項27】

前記複数の光学トラップサイトの各々の光学トラップサイトが、前記複数の原子の単一原子をトラップするように構成された、請求項１に記載のシステム。

【請求項28】

前記１以上の光学トラップサイトが、１以上の光ピンセットを含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項29】

前記１以上の光学トラップサイトが、１以上の光格子の１以上の光格子サイトを含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項30】

前記１以上の光格子が、一次元（１Ｄ）光格子、二次元（２Ｄ）光格子、および３次元（３Ｄ）光格子から成る群から選択される１以上の部材を含む、請求項２９に記載のシステム。

【請求項31】

前記１以上の光学トラップユニットが、前記複数の光学トラップサイトを生成するように構成された、１以上の空間光変調器（ＳＬＭ）を含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項32】

前記１以上のＳＬＭが、１以上のデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、または１以上のエルコス（ＬＣｏＳ）デバイスを含む、請求項３１に記載のシステム。

【請求項33】

前記１以上の光学トラップユニットが、前記複数の原子に対応する１以上のマジック波長に調整された光を放射するように構成された、１以上の光源を含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項34】

前記１以上の光学トラップユニットが、前記光学トラップサイト内にトラップされた前記複数の原子の空間形状の１以上の画像を得るように構成された、１以上の結像ユニットを含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項35】

前記１以上の画像が、蛍光画像、単原子蛍光画像、吸収画像、単原子吸収画像、位相コントラスト画像、単原子位相コントラスト画像から成る群から選択される１以上の部材を含む、請求項３４に記載のシステム。

【請求項36】

前記１以上の画像に基づいて、前記光トラップサイト内にトラップされた前記複数の原子の前記空間形状を決定するために、１以上のＡＩ操作を実行するように構成された、１以上の空間形状人工知能（ＡＩ）ユニットをさらに含む、請求項３４に記載のシステム。

【請求項37】

前記１以上のＡＩ操作が、１以上の機械学習（ＭＬ）操作を含む、請求項３６に記載のシステム。

【請求項38】

前記１以上のＡＩ操作が、１以上の強化学習（ＲＬ）操作を含む、請求項３７に記載のシステム。

【請求項39】

前記１以上の光学トラップユニットが、前記１以上の画像に基づいて前記光学トラップサイトでトラップされた前記複数の原子の変更された空間配置を付与するように構成された、１以上の原子再配置ユニットを含む、請求項３４に記載のシステム。

【請求項40】

前記１以上の画像に基づいて、前記光トラップサイト内にトラップされた前記複数の原子の前記変更された空間配置を決定するために、１以上のＡＩ操作を実行するように構成された、１以上の空間配置人工知能（ＡＩ）ユニットをさらに含む、請求項３９に記載のシステム。

【請求項41】

前記１以上のＡＩ操作が、１以上の機械学習（ＭＬ）操作を含む、請求項４０に記載のシステム。

【請求項42】

前記１以上のＡＩ操作が、１以上の強化学習（ＲＬ）操作を含む、請求項４０に記載のシステム。

【請求項43】

前記１以上の原子再配置ユニットが、前記複数の光学トラップサイトの充填率の増大を得るために、前記空間配列を変更するように構成された、請求項３９に記載のシステム。

【請求項44】

前記充填率が、少なくとも７０％の値を含む、請求項４３に記載のシステム。

【請求項45】

前記複数の原子の状態を調製するように構成された、１以上の状態調製ユニットをさらに含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項46】

前記状態調製ユニットの１以上が、前記複数の原子を冷却するように構成された、請求項４５に記載のシステム。

【請求項47】

前記１以上の状態調製ユニットが、前記複数の光学トラップサイトで前記複数の原子をトラップする前に、前記複数の原子を冷却するように構成された、請求項４６に記載のシステム。

【請求項48】

前記状態調整ユニットの１以上が、前記１以上の原子を、第１の速度または速度の分布から、前記第１の速度または速度の分布より低い、第２の速度に低下させるように構成された、ゼーマン減速器を含む、請求項４７に記載のシステム。

【請求項49】

前記ゼーマン減速器が、１次元（１Ｄ）ゼーマン減速器を含む、請求項４８に記載のシステム。

【請求項50】

前記第２の速度が、最大で１０メートル毎秒（ｍ／ｓ）である、請求項４８に記載のシステム。

【請求項51】

前記状態調製ユニットの１以上が、前記１以上の原子を第１の温度に冷却するように構成された、第１の磁気光学トラップ（ＭＯＴ）をさらに含む、請求項４８に記載のシステム。

【請求項52】

前記第１のＭＯＴが、三次元（３Ｄ）ＭＯＴを含む、請求項５１に記載のシステム。

【請求項53】

前記第１のＭＯＴが、４００ｎｍから５００ｎｍまでの範囲内にある、１以上の波長を有する光を放射するように構成された、１以上の光源を含む、請求項５１に記載のシステム。

【請求項54】

前記第１の温度が、最大で１０ミリケルビン（ｍＫ）である、請求項５１に記載のシステム。

【請求項55】

前記状態調製ユニットの１以上が、前記１以上の原子を前記第１の温度から、前記第１の温度より低い第２の温度に冷却するように構成された、第２のＭＯＴをさらに含む、請求項５４に記載のシステム。

【請求項56】

前記第２のＭＯＴが、４００ｎｍから１，０００ｎｍまでの範囲内にある、１以上の波長を有する光を放射するように構成された、１以上の光源を含む、請求項５５に記載のシステム。

【請求項57】

前記第２の温度が、最大で１００マイクロケルビン（μＫ）である、請求項５５に記載のシステム。

【請求項58】

前記状態調製ユニットの１以上が、サイドバンド冷却ユニットをさらに含む、請求項５５に記載のシステム。

【請求項59】

前記サイドバンド冷却ユニットが、前記１以上の原子を前記第２の温度から、前記第２の温度より低い第３の温度に冷却するために、サイドバンド冷却を使用するように構成された、請求項５８に記載のシステム。

【請求項60】

前記サイドバンド冷却ユニットが、４００ｎｍから１，０００ｎｍまでの範囲内にある、１以上の波長を有する光を放射するように構成された、１以上の光源を含む、請求項５８に記載のシステム。

【請求項61】

前記第３の温度が、最大で１０マイクロケルビン（μＫ）である、請求項５８に記載のシステム。

【請求項62】

前記状態調製ユニットの１以上が、前記複数の原子の１以上の原子を、平衡の原子状態から非平衡の原子状態へ光学的にポンピングするために、光を放射するように構成された、光学ポンピングユニットを含む、請求項４５に記載のシステム。

【請求項63】

前記光学ポンピングユニットが、４００ナノメートル（ｎｍ）から１，０００ｎｍまでの範囲内にある、１以上の波長を含む光を放射するように構成された、１以上の光源を含む、請求項６２に記載のシステム。

【請求項64】

前記光が、６５０ｎｍから７００ｎｍまでの範囲内にある、１以上の波長を含む、請求項６３に記載のシステム。

【請求項65】

前記状態調製ユニットの１以上が、前記１以上の原子を、前記非平衡の原子状態から前記第１の原子状態または前記第２の原子状態に、コヒーレントに駆動するように構成された、コヒーレント駆動ユニットを含む、請求項６２に記載のシステム。

【請求項66】

前記コヒーレント駆動ユニットが、非平衡状態と、前記第１の原子状態または前記第２の原子状態との間で、二光子遷移を誘起するように構成された、請求項６５に記載のシステム。

【請求項67】

前記コヒーレント駆動ユニットが、４００ｎｍから１，０００ｎｍまでの範囲内にある、１以上の波長を有する光を放射するように構成された、１以上の光源を含む、請求項６６に記載のシステム。

【請求項68】

前記コヒーレント駆動ユニットが、前記非平衡状態と、前記第１の原子状態または前記第２の原子状態との間で、一光子遷移を誘起するように構成された、請求項６５に記載のシステム。

【請求項69】

前記コヒーレント駆動ユニットが、４００ｎｍから１，０００ｎｍまでの範囲内にある、１以上の波長を有する光を放射するように構成された、１以上の光源を含む、請求項６８に記載のシステム。

【請求項70】

前記コヒーレント駆動ユニットが、前記非平衡状態と、前記第１の原子状態または前記第２の原子状態との間に、無線周波数（ＲＦ）遷移を誘起するように構成された、請求項６５に記載のシステム。

【請求項71】

前記コヒーレント駆動ユニットが、前記ＲＦ遷移を誘起するように構成された、電磁放射を放射するように構成された、１以上の電磁放射源を含む、請求項７０に記載のシステム。

【請求項72】

前記１以上の電磁送達ユニットが、前記電磁エネルギーを前記複数の原子の１以上の原子に選択的に加えるように構成された、１以上の空間光変調器（ＳＬＭ）、音響光学デバイス（ＡＯＤ）、または音響光学変調器（ＡＯＭ）を含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項73】

前記１以上の電磁送達ユニットが、１以上のデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、または１以上のエルコス（ＬＣｏＳ）デバイスを含む、請求項７２に記載のシステム。

【請求項74】

前記電磁エネルギーを前記１以上の原子に選択的に加えるために、１以上のＡＩ操作を実行するように構成された、１以上の電磁エネルギー人工知能（ＡＩ）ユニットをさらに含む、請求項７２に記載のシステム。

【請求項75】

前記１以上のＡＩ操作が、１以上の機械学習（ＭＬ）操作を含む、請求項７４に記載のシステム。

【請求項76】

前記１以上のＡＩ操作が、１以上の強化学習（ＲＬ）操作を含む、請求項７４に記載のシステム。

【請求項77】

前記電磁エネルギーが、光学エネルギーを含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項78】

前記電磁エネルギーが、マイクロ波エネルギーを含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項79】

前記電磁エネルギーが、無線周波数（ＲＦ）エネルギーを含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項80】

前記ＲＦエネルギーが、少なくとも３０ミリメートル（ｍｍ）の１以上の波長を含む、請求項７９に記載のシステム。

【請求項81】

前記ＲＦエネルギーが、最大で１０ワット（Ｗ）の平均電力を含む、請求項７９に記載のシステム。

【請求項82】

前記１以上の電磁送達ユニットが、前記１以上の量子ビットに対して１以上の単一量子ビットゲート操作を実施するように構成される。
請求項４に記載のシステム。

【請求項83】

前記１以上の読み出し光学ユニットが、１以上の光学検出器を含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項84】

前記１以上の光学検出器が、１以上のカメラを含む、請求項８３に記載のシステム。

【請求項85】

前記１以上の光学検出器が、１以上の蛍光検出器を含む、請求項８３に記載のシステム。

【請求項86】

前記１以上の光学トラップサイトから前記１以上の原子が失われたときに、前記複数の光学トラップサイトの１以上の光学トラップサイトで１以上の原子を置換するために、１以上の置換原子を供給するように構成された、１以上の原子リザーバーをさらに含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項87】

前記１以上の置換原子を前記１以上の光学トラップサイトに移動させるように構成された、１以上の原子運動ユニットをさらに含む、請求項８６に記載のシステム。

【請求項88】

前記１以上の原子運動ユニットが、１以上の電気的に調整可能なレンズ、音響光学デフレクタ（ＡＯＤ）、または空間光変調器（ＳＬＭ）を含む、請求項８７に記載のシステム。

【請求項89】

前記１以上の重ね合わせ状態の１以上の原子の前記サブセットと前記別の原子とが、磁気双極子相互作用、誘起磁気双極子相互作用、電気双極子相互作用、または誘起電気双極子相互作用を通して、量子学的にもつれている、請求項１に記載のシステム。

【請求項90】

前記１以上のもつれユニットが、前記１以上の重ね合わせ状態の１以上の原子の前記サブセットを、リュードベリ状態へ、またはリュードベリ状態とより低エネルギーの原子状態との重ね合わせへと、電子的に励起するように構成された、１以上のリュードベリ励起ユニットを含み、これによって、１以上のリュードベリ原子またはリュードベリドレス原子を形成する、請求項１に記載のシステム。

【請求項91】

前記１以上のリュードベリ励起ユニットが、前記１以上のリュードベリ原子またはリュードベリドレス原子と、前記別の電子との間に、１以上の量子学的もつれを誘起するように構成され、前記別の原子が、前記１以上のリュードベリ原子またはリュードベリドレス原子から、最大で１０マイクロメートル（μｍ）の距離に位置する、請求項９０に記載のシステム。

【請求項92】

前記１以上のリュードベリユニットが、１以上のリュードベリ原子またはリュードベリドレス原子を、より低エネルギーの原子状態に駆動するように構成され、これによって、１以上の２－量子ビットユニットを形成する、請求項９１に記載のシステム。

【請求項93】

前記１以上の電磁送達ユニットが、前記１以上の２－量子ビットユニットに対して１以上の２－量子ビットゲート操作を実施するように構成された、請求項９２に記載のシステム。

【請求項94】

前記１以上のリュードベリ励起ユニットが、１以上の紫外線（ＵＶ）波長を有する光を放射するように構成された、１以上の光源を含む、請求項９１に記載のシステム。

【請求項95】

前記光が、３００ｎｍから４００ｎｍまでの範囲内にある、１以上の波長を含む、請求項９４に記載のシステム。

【請求項96】

システムが、ネットワーク上でデジタルコンピュータに操作可能に連結されている、請求項１に記載のシステム。

【請求項97】

ネットワークが、クラウドコンピューティングネットワークを含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項98】

非古典的コンピュータであって、前記非古典的コンピュータは、
６０を上回る原子を含む複数の量子ビットであって、各々の原子は、複数の空間的に個別の光学トラップサイトの、ある光学トラップサイト内でトラップされ、ここで、前記複数の量子ビットは、少なくとも第１の量子ビット状態と第２の量子ビット状態を含み、ここで、前記第１の量子ビット状態が第１の原子状態を含み、そして前記第２の量子ビット状態が第２の原子状態を含む、複数の量子ビットと、
前記複数の量子ビットの１以上の量子ビットに電磁エネルギーを加えるように構成された、１以上の電磁送達ユニットであって、これによって、前記１以上の量子ビットに非古典的操作を付与し、該非古典的操作が、少なくとも前記第１の量子ビット状態と前記第２の量子ビット状態との間で、重ね合わせを含む、１以上の電磁送達ユニットと、
前記重ね合わせ状態の前記複数の量子ビットの少なくともサブセットを、前記複数の量子ビットの少なくとも別の量子ビットと、量子学的にもつれさせるように構成された、１以上のもつれユニットと、
前記１以上の量子ビットの１以上の測定を実行するように構成された、１以上の読み出し光学ユニットであって、これによって、非古典的計算を得る、１以上の読み出し光学ユニットと、
を含む、非古典的コンピュータ。

【請求項99】

非古典的コンピュータであって、
各々の原子が、複数の空間的に個別の光学トラップサイトの、ある光学トラップサイト内でトラップされた、６０を上回る原子を含む複数の量子ビットを含む、
非古典的コンピュータ。

【請求項100】

非古典的計算を実行するための方法であって、前記方法は、
（ａ）複数の空間的に個別の光学トラップサイトを生成する工程であって、前記複数の光学トラップサイトは、複数の原子をトラップするように構成され、前記複数の原子は、６０を上回る原子を含む、工程と、
（ｂ）前記複数の原子の１以上の原子に電磁エネルギーを加える工程であって、これによって、前記１以上の原子に、第１の原子状態および前記第１の原子状態とは異なる少なくとも第２の原子状態の、１以上の重ね合わせ状態を採用するように、誘起する、工程と、
（ｃ）前記１以上の重ね合わせ状態の前記１以上の原子の少なくともサブセットを、前記複数の原子の少なくとも別の原子と、量子学的にもつれさせる、工程と、
（ｄ）前記非古典的計算を得るために、前記１以上の重ね合わせ状態の１以上の光学測定を実行する工程と、
を含む、方法。

【請求項101】

非古典的計算を実行するための方法であって、前記方法は、
（ａ）６０を上回る原子を含む複数の量子ビットを提供する工程であって、各々の原子は、複数の空間的に個別の光学トラップサイトの、ある光学トラップサイト内でトラップされ、ここで、前記複数の量子ビットは、少なくとも第１の量子ビット状態と第２の量子ビット状態を含み、ここで、前記第１の量子ビット状態が第１の原子状態を含み、そして前記第２の量子ビット状態が第２の原子状態を含む、工程と、
（ｂ）前記複数の量子ビットの１以上の量子ビットに電磁エネルギーを加える工程であって、これによって、前記１以上の量子ビットに非古典的操作を付与し、該非古典的操作が、少なくとも前記第１の量子ビット状態と前記第２の量子ビット状態との間で、重ね合わせを含む、工程と、
（ｃ）前記重ね合わせ状態の前記複数の量子ビットの少なくともサブセットを、前記複数の量子ビットの少なくとも別の量子ビットと、量子学的にもつれさせる工程と、
（ｄ）前記１以上の量子ビットの１以上の光学測定を実行する工程であって、これによって、前記非古典的計算を得る、工程と、
を含む、方法。

【請求項102】

非古典的計算を実行するための方法であって、前記方法は、（ａ）各々の原子が、複数の空間的に個別の光学トラップサイトの、ある光学トラップサイト内でトラップされた、６０を上回る原子を含む複数の量子ビットを提供する工程と、（ｂ）前記非古典的計算を実行するために、前記複数の量子ビットの少なくともサブセットを使用する工程と、を含む、方法。

【請求項103】

非古典的計算を実行するための方法であって、前記方法は、（ａ）複数の原子を含む複数の光学トラップサイトを提供する工程であって、該複数の原子が、複数の量子ビットである、工程と、（ｂ）複数の原子の１以上を、占有されたトラップサイトから占有されていないトラップサイトへ、移動させる工程であって、これによって、複数の原子の空間配置を変更する、工程と、（ｃ）前記１以上の原子に、第１の原子状態と前記第１の原子状態と異なる少なくとも第２の原子状態の、１以上の重ね合わせ状態を採用するように、誘起するために、前記複数の原子の１以上の原子に電磁エネルギーを加える工程であって、ここで、前記１以上の重ね合わせ状態の前記１以上の原子の、ある原子は、前記複数の原子の別の原子と量子学的にもつれている、工程と、（ｄ）前記１以上の重ね合わせ状態の１以上の測定を実行する工程と、を含む、方法。

【請求項104】

非古典的計算を実行するための方法であって、前記方法は、（ａ）複数の空間的に個別の光学トラップサイトを生成する工程であって、前記複数の光学トラップサイトは、複数の原子をトラップするように構成され、ここで、前記複数の原子は量子ビットであり、ここで、前記複数の原子の、ある原子は、引力によって前記複数の光学トラップサイトの、ある光学トラップサイトにトラップされる、工程と、（ｂ）前記複数の原子の１以上の原子に電磁エネルギーを加える工程であって、これによって、前記１以上の原子に、第１の原子状態および前記第１の原子状態とは異なる少なくとも第２の原子状態の、１以上の重ね合わせ状態を採用するように、誘起する、工程と、（ｃ）前記１以上の重ね合わせ状態の前記１以上の原子の少なくともサブセットを、前記複数の原子の少なくとも別の原子と、量子学的にもつれさせる工程と、（ｄ）前記非古典的計算を得るために、前記１以上の重ね合わせ状態の１以上の測定を実行する工程と、を含む、方法。

【請求項105】

非古典的計算を実行するための方法であって、前記方法は、（ａ）複数の空間的に個別の光学トラップサイトを生成する工程であって、前記複数の光学トラップサイトは、複数の原子をトラップするように構成され、ここで、前記複数の原子は量子ビットである、工程と、（ｂ）前記複数の原子の１以上の原子に電磁エネルギーを加える工程であって、これによって、前記１以上の原子に、第１の原子状態および前記第１の原子状態とは異なる少なくとも第２の原子状態の、１以上の重ね合わせ状態を採用するように、誘起し、ここで、前記加える工程は、少なくとも２つの光学変調器で、前記電磁エネルギーを変調することを含む、工程と、（ｃ）前記１以上の重ね合わせ状態の前記１以上の原子の少なくともサブセットを、前記複数の原子の少なくとも別の原子と、量子学的にもつれさせる工程と、（ｄ）前記非古典的計算を得るために、前記１以上の重ね合わせ状態の１以上の測定を実行する工程と、を含む、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

相互参照本出願は、２０１８年１１月１３日に出願され、「Ｓｃａｌａｂｌｅ ｎｅｕｔｒａｌ ａｔｏｍ ｂａｓｅｄ ｑｕａｎｔｕｍ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ」と」題された、米国仮特許出願第６２／７６０，７８１号、および、２０１９年３月８日に出願され、「Ｓｃａｌａｂｌｅ ｎｅｕｔｒａｌ ａｔｏｍ ｂａｓｅｄ ｑｕａｎｔｕｍ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ」と題された、米国仮特許出願第６２／８１５，９８５号の利益を主張する、２０１９年５月７日に出願され、「Ｓｃａｌａｂｌｅ ｎｅｕｔｒａｌ ａｔｏｍ ｂａｓｅｄ ｑｕａｎｔｕｍ ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ」と題された、米国特許出願第１６／４０５，８７７号に、一部継続するものであり、これらの出願は、あらゆる目的のために、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる。

【0002】

連邦政府が支援する研究に関する陳述
本発明は、米国国立科学財団によって与えられた、中小企業技術革新研究プログラム許可第１８４３９２６号の下、米国政府の支援を受けてなされた。米国政府は本発明において一定の権利を有する。

【背景技術】

【0003】

量子コンピュータは典型的に、データに演算を行なうために、重ね合わせと量子もつれなどの量子・機械的な現象を利用する。量子コンピュータはトランジスターに基づくデジタル電子計算機とは異なる場合もある。例えば、デジタルコンピュータは、データを二進数字（ビット）にコードすることを必要とし、その各々は常に、２つの有限の状態（０または１）のうち１つであり、量子計算は、重ね合わせの状態であり得る量子ビット（量子ビット）を使用する。

【発明の概要】

【0004】

非古典的計算を実行するための方法およびシステムの必要性が本明細書において認識される。

【0005】

本開示は、非古典的計算または量子計算を実行するために、（中性原子または非荷電原子などの）原子を利用するための、システムおよび方法を提供する。原子は、大きな配列中に光学的にトラップされてもよい。（原子の超微細状態または核スピン状態などの）原子の量子学的状態は、量子ビット（量子ビット）基礎状態として機能するように構成されてもよい。量子ビット状態は、光学的な、無線周波数による、またはその他の電磁放射との相互作用を通じて操作されてもよく、これによって、非古典的計算または量子計算を実行する。

【0006】

一態様では、本開示は、非古典的計算を実行するためにシステムを提供し、該システムは、複数の空間的に個別の光学トラップサイトを生成するように構成された、１以上の光学トラップユニットであって、複数の光学トラップサイトは、複数の原子をトラップするように構成され、複数の原子は、６０を上回る原子を含む、１以上の光学トラップユニットと、複数の原子の１以上の原子に電磁エネルギーを加えるように構成された、１以上の電磁送達ユニットであって、これによって、１以上の原子に、第１の原子状態および第１の原子状態とは異なる少なくとも第２の原子状態の、１以上の重ね合わせ状態を採用するように誘起する、１以上の電磁送達ユニットと、重ね合わせ状態の１以上の原子の少なくともサブセットを、複数の原子の少なくとも別の原子と、量子学的にもつれさせるように構成された、１以上のもつれユニットと、非古典的計算を得るために、１以上の重ね合わせ状態の１以上の測定を実行するように構成された、１以上の読み出し光学ユニットと、を含む。非古典的計算は、量子計算を含んでもよい。量子計算は、ゲートモデル量子計算を含んでもよい。複数の原子の１以上の原子は、量子ビットを含んでもよい。第１の原子状態は第１の単一量子ビット状態を含んでもよく、第２の原子状態は第２の単一量子ビット状態を含んでもよい。第１の原子状態または第２の原子状態は、原子の基底原子状態に対してエネルギーを高められてもよい。第１の原子状態は第１の超微細電子状態を含んでもよく、第２の原子状態が第１の超微細電子状態とは異なる第２の超微細電子状態を含んでもよい。第１の原子状態は第１の核スピン状態を含んでもよく、第２の原子状態が第１の核スピン状態とは異なる第２の核スピン状態を含んでもよい。複数の原子は、少なくとも１００の原子を含んでもよい。複数の原子は、中性原子を含んでもよい。複数の原子は、レアアース原子を含んでもよい。複数の原子は、アルカリ原子を含んでもよい。複数の原子は、アルカリ土類原子を含んでもよい。アルカリ土類原子は、ストロンチウム原子を含んでもよい。ストロンチウム原子は、ストロンチウム－８７原子を含んでもよい。第１の原子状態と第２の原子状態は、ストロンチウム－８７^３Ｐ_１マニホールド上に、第１の超微細状態と第２の超微細状態とを含んでもよい。第１の原子状態と第２の原子状態は、ストロンチウム－８７^３Ｐ_２マニホールド上に、第１の超微細状態と第２の超微細状態とを含んでもよい。第１の原子状態と第２の原子状態は、多重項のマニホールド上に、第１の超微細状態と第２の超微細状態とを含んでもよい。第１の原子状態と第２の原子状態は、三重項マニホールド上に、第１の超微細状態と第２の超微細状態とを含んでもよい。第１の原子状態と第２の原子状態は、四極子核の第１の核スピン状態と第２の核スピン状態とを含んでもよい。第１の原子状態と第２の原子状態は、核スピン９／２の、第１の核スピン状態と第２の核スピン状態とを含んでもよい。第１の原子状態と第２の原子状態は、ストロンチウム－８７の第１の核スピン状態と第２の核スピン状態とを含んでもよい。１以上の重ね合わせの１以上の原子のサブセットと別の原子とは、少なくとも１秒のコヒーレンス寿命で量子学的にもつれていてもよい。複数の原子は、最大で１０マイクロケルビン（μＫ）の温度を含んでもよい。システムは、システムを最大１０－６パスカル（Ｐａ）の圧力に維持するように構成された、１以上の真空ユニットをさらに含んでもよい。複数の光学トラップサイトの各々の光学トラップサイトは、互いの光学トラップサイトから少なくとも２００ナノメートル（ｎｍ）空間的に離されていてもよい。複数の光学トラップサイトの各々の光学トラップサイトは、複数の原子の単一原子をトラップするように構成されてもよい。１以上の光学トラップサイトは、１以上の光ピンセットを含んでもよい。１以上の光学トラップサイトは、１以上の光格子の１以上の光格子サイトを含んでもよい。１以上の光格子は、一次元（１Ｄ）光格子、二次元（２Ｄ）光格子、および３次元（３Ｄ）光格子から成る群から選択される１以上の部材を含んでもよい。１以上の光学トラップユニットは、複数の光学トラップサイトを生成するように構成された、１以上の空間光変調器（ＳＬＭ）を含んでもよい。１以上のＳＬＭは、１以上のデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、または１以上のエルコス（ＬＣｏＳ）デバイスを含んでもよい。１以上の光学トラップユニットは、複数の原子に対応する１以上のマジック波長に調整された光を放射するように構成された、１以上の光源を含んでもよい。１以上の光学トラップユニットは、光学トラップサイト内にトラップされた複数の原子の空間形状の１以上の画像を得るように構成された、１以上の結像ユニットを含んでもよい。１以上の画像は、蛍光画像、単原子蛍光画像、吸収画像、単原子吸収画像、位相コントラスト画像、単原子位相コントラスト画像から成る群から選択される１以上の部材を含んでもよい。システムは、１以上の画像に基づいて、光トラップサイト内にトラップされた複数の原子の空間形状を決定するために、１以上のＡＩ操作を実行するように構成された、１以上の空間形状人工知能（ＡＩ）ユニットをさらに含んでもよい。１以上のＡＩ操作は、１以上の機械学習（ＭＬ）操作を含んでもよい。１以上のＡＩ操作は、１以上の強化学習（ＲＬ）操作を含んでもよい。１以上の光学トラップユニットは、１以上の画像に基づいて光学トラップサイトでトラップされた複数の原子の変更された空間配置を付与するように構成された、１以上の原子再配置ユニットを含んでもよい。システムは、１以上の画像に基づいて、光トラップサイト内にトラップされた複数の原子の変更された空間配置を決定するために、１以上のＡＩ操作を実行するように構成された、１以上の空間配置人工知能（ＡＩ）ユニットをさらに含んでもよい。１以上のＡＩ操作は、１以上の機械学習（ＭＬ）操作を含んでもよい。１以上のＡＩ操作は、１以上の強化学習（ＲＬ）操作を含んでもよい。１以上の原子再配置ユニットは、複数の光学トラップサイトの充填率の増大を得るために、空間配列を変更するように構成されてもよい。充填率は、少なくとも７０％の値を含んでもよい。システムは、複数の原子の状態を調製するように構成された、１以上の状態調製ユニットをさらに含んでもよい。状態調製ユニットの１以上は、複数の原子を冷却するように構成されてもよい。１以上の状態調製ユニットは、複数の光学トラップサイトで複数の原子をトラップする前に、複数の原子を冷却するように構成されてもよい。調整ユニットの１以上は、１以上の原子を、第１の速度または速度の分布から、第１の速度または速度の分布より低い、第２の速度に低下させるように構成された、ゼーマン減速器を含んでもよい。ゼーマン減速器は、１次元（１Ｄ）ゼーマン減速器を含んでもよい。第２の速度は、最大で１０メートル毎秒（ｍ／ｓ）であってもよい。状態調製ユニットの１以上は、１以上の原子を第１の温度に冷却するように構成された、第１の磁気光学トラップ（ＭＯＴ）をさらに含んでもよい。第１のＭＯＴは、三次元（３Ｄ）ＭＯＴを含んでもよい。第１のＭＯＴは、４００ｎｍから５００ｎｍまでの範囲内にある、１以上の波長を有する光を放射するように構成された、１以上の光源を含んでもよい。第１の温度は、最大で１０ミリケルビン（ｍＫ）であってもよい。状態調製ユニットの１以上は、１以上の原子を第１の温度から、第１の温度より低い第２の温度に冷却するように構成された、第２のＭＯＴをさらに含んでもよい。第２のＭＯＴは、４００ｎｍから１，０００ｎｍまでの範囲内にある、１以上の波長を有する光を放射するように構成された、１以上の光源を含んでもよい。第２の温度は、最大で１００マイクロケルビン（ｍＫ）であってもよい。状態調製ユニットの１以上は、サイドバンド冷却ユニットをさらに含んでもよい。サイドバンド冷却ユニットは、１以上の原子を第２の温度から、第２の温度より低い第３の温度に冷却するために、サイドバンド冷却を使用するように構成されてもよい。サイドバンド冷却ユニットは、４００ｎｍから１，０００ｎｍまでの範囲内にある、１以上の波長を有する光を放射するように構成された、１以上の光源を含んでもよい。第３の温度は、最大で１０マイクロケルビン（ｍＫ）であってもよい。状態調製ユニットの１以上は、複数の原子の１以上の原子を、平衡の原子状態から非平衡の原子状態へ光学的にポンピングするために、光を放射するように構成された、光学ポンピングユニットを含んでもよい。光学ポンピングユニットは、４００ナノメートル（ｎｍ）から１，０００ｎｍまでの範囲内にある、１以上の波長を含む光を放射するように構成された、１以上の光源を含んでもよい。光は、６５０ｎｍから７００ｎｍまでの範囲内にある、１以上の波長を含んでもよい。状態調製ユニットの１以上は、１以上の原子を、非平衡の原子状態から第１の原子状態または第２の原子状態に、コヒーレントに駆動するように構成された、コヒーレント駆動ユニットを含んでもよい。コヒーレント駆動ユニットは、非平衡状態と、第１の原子状態または第２の原子状態との間で、二光子遷移を誘起するように構成されてもよい。コヒーレント駆動ユニット、４００ｎｍから１０００ｎｍまでの範囲内にある、１以上の波長を有する光を放射するように構成された、１以上の光源を含んでもよい。コヒーレント駆動ユニットは、非平衡状態と、第１の原子状態または第２の原子状態との間で、一光子遷移を誘起するように構成されてもよい。コヒーレント駆動ユニットは、４００ｎｍから１０００ｎｍまでの範囲内にある、１以上の波長を有する光を放射するように構成された、１以上の光源を含んでもよい。コヒーレント駆動ユニットは、非平衡状態と、第１の原子状態または第２の原子状態との間に、無線周波（ＲＦ）遷移を誘起するように構成されてもよい。コヒーレント駆動ユニットは、ＲＦ遷移を誘起するように構成された、電磁放射を放射するように構成された、１以上の電磁放射源を含んでもよい。１以上の電磁送達ユニットは、電磁エネルギーを複数の原子の１以上の原子に選択的に加えるように構成された、１以上の空間光変調器（ＳＬＭ）、音響光学デバイス（ＡＯＤ）、または音響光学変調器（ＡＯＭ）を含んでもよい。１以上の電磁送達ユニットは、１以上のデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、または１以上のエルコス（ＬＣｏＳ）デバイスを含んでもよい。システムは、電磁エネルギーを１以上の原子に選択的に加えるために、１以上のＡＩ操作を実行するように構成された、１以上の電磁エネルギー人工知能（ＡＩ）ユニットをさらに含んでもよい。１以上のＡＩ操作は、１以上の機械学習（ＭＬ）操作を含んでもよい。１以上のＡＩ操作は、１以上の強化学習（ＲＬ）操作を含んでもよい。電磁エネルギーは、光学エネルギーを含んでもよい。電磁エネルギーは、マイクロ波エネルギーを含んでもよい。電磁エネルギーが、無線周波数（ＲＦ）エネルギーを含んでもよい。ＲＦエネルギーは、少なくとも３０ミリメートル（ｍｍ）の１以上の波長を含んでもよい。ＲＦエネルギーは、最大で１０ワット（Ｗ）の平均電力を含んでもよい。１以上の電磁送達ユニットは、１以上の量子ビットに対して１以上の単一量子ビットゲート操作を実施するように構成されてもよい。１以上の読み出し光学ユニットは、１以上の光学検出器を含んでもよい。１以上の光学検出器は、１以上のカメラを含んでもよい。１以上の光学検出器は、１以上の蛍光検出器を含んでもよい。システムは、１以上の光学トラップサイトから１以上の原子が失われたときに、複数の光学トラップサイトの１以上の光学トラップサイトで１以上の原子を置換するために、１以上の置換原子を供給するように構成された、１以上の原子リザーバーをさらに含んでもよい。システムは、１以上の置換原子を１以上の光学トラップサイトに移動させるように構成された、１以上の原子運動ユニットをさらに含んでもよい。１以上の原子運動ユニットは、１以上の電気的
に調整可能なレンズ、音響光学デフレクタ（ＡＯＤ）、または空間光変調器（ＳＬＭ）を含んでもよい。１以上の重ね合わせ状態の１以上の原子のサブセットと別の原子とは、磁気双極子相互作用、誘起磁気双極子相互作用、電気双極子相互作用、または誘起電気双極子相互作用を通して、量子学的にもつれていてもよい。１以上のもつれユニットは、１以上の重ね合わせ状態の１以上の原子のサブセットを、リュードベリ状態へ、またはリュードベリ状態とより低エネルギー原子状態との重ね合わせへと、電子的に励起するように構成された、１以上のリュードベリ励起ユニットを含んでもよく、これによって、１以上のリュードベリ原子またはリュードベリドレス原子を形成する。１以上のリュードベリ励起ユニットは、１以上のリュードベリ原子またはリュードベリドレス原子と、別の電子との間に、１以上の量子学的もつれを誘起するように構成されてもよく、別の原子は、１以上のリュードベリ原子またはリュードベリドレス原子から、最大で１０マイクロメートル（μｍ）の距離に位置する。１以上のリュードベリユニットは、１以上のリュードベリ原子またはリュードベリドレス原子を、より低エネルギーの原子状態に駆動するように構成されてもよく、これによって、１以上の２－量子ビットユニットを形成する。１以上の電磁送達ユニットは、１以上の量子ビットに対して１以上の２－量子ビットゲート操作を実施するように構成されてもよい。１以上のリュードベリ励起ユニットは、１以上の紫外線（ＵＶ）波長を有する光を放射するように構成された、１以上の光源を含んでもよい。光は、３００ｎｍから４００ｎｍまでの範囲内にある、１以上の波長を含んでもよい。システムは、ネットワーク上でデジタルコンピュータに操作可能に連結されてもよい。ネットワークは、クラウドネットワークを含んでもよい。

【0007】

別の態様では、本開示は、非古典的コンピュータを提供し、該コンピュータは、６０を上回る原子を含む複数の量子ビットであって、各々の原子は、複数の空間的に個別の光学トラップサイトの、ある光学トラップサイト内でトラップされ、ここで、複数の量子ビットは、少なくとも第１の量子ビット状態と第２の量子ビット状態を含み、ここで、第１の量子ビット状態が第１の原子状態を含み、そして第２の量子ビット状態が第２の原子状態を含む、複数の量子ビットと、複数の量子ビットの１以上の量子ビットに電磁エネルギーを加えるように構成された、１以上の電磁送達ユニットであって、これによって、１以上の量子ビットに非古典的操作を付与し、該非古典的操作が、少なくとも第１の量子ビット状態と第２の量子ビット状態との間で、重ね合わせを含む、１以上の電磁送達ユニットと、重ね合わせ状態の複数の量子ビットの少なくともサブセットを、複数の量子ビットの少なくとも別の量子ビットと、量子学的にもつれさせるように構成された、１以上のもつれユニットと、１以上の量子ビットの１以上の測定を実行するように構成された、１以上の読み出し光学ユニットであって、これによって、非古典的計算を得る、１以上の読み出し光学ユニットと、を含む。

【0008】

別の態様では、本開示は、非古典的コンピュータを提供し、該コンピュータは、各々の原子が、複数の空間的に個別の光学トラップサイトの、ある光学トラップサイト内でそれぞれトラップされた、６０を上回る原子を含む、複数の量子ビットを含む。

【0009】

別の態様では、本開示は、非古典的計算を実行するための方法を提供し、該方法は、（ａ）複数の空間的に個別の光学トラップサイトを生成する工程であって、複数の光学トラップサイトは、複数の原子をトラップするように構成され、複数の原子は、６０を上回る原子を含む、工程と、（ｂ）複数の原子の１以上の原子に電磁エネルギーを加える工程であって、これによって、１以上の原子に、第１の原子状態および第１の原子状態とは異なる少なくとも第２の原子状態の、１以上の重ね合わせ状態を採用するように誘起する、工程と、（ｃ）１以上の重ね合わせ状態の１以上の原子の少なくともサブセットを、複数の原子の少なくとも別の原子と、量子学的にもつれさせる工程と、（ｄ）非古典的計算を得るために、１以上の重ね合わせ状態の１以上の光学測定を実行する工程と、を含む。

【0010】

別の態様では、本開示は、非古典的計算を実行するための方法を提供し、該方法は、（ａ）６０を上回る原子を含む複数の量子ビットを提供する工程であって、各々の原子は、複数の空間的に個別の光学トラップサイトの、ある光学トラップサイト内でトラップされ、ここで、複数の量子ビットは、少なくとも第１の量子ビット状態と第２の量子ビット状態を含み、ここで、第１の量子ビット状態が第１の原子状態を含み、そして第２の量子ビット状態が第２の原子状態を含む、工程と、（ｂ）複数の量子ビットの１以上の量子ビットに電磁エネルギーを加える工程であって、これによって、１以上の量子ビットに非古典的操作を付与し、該非古典的操作が、少なくとも第１の量子ビット状態と第２の量子ビット状態との間で、重ね合わせを含む、工程と、（ｃ）重ね合わせ状態の複数の量子ビットの少なくともサブセットを、複数の量子ビットの少なくとも別の量子ビットと、量子学的にもつれさせる工程と、（ｄ）１以上の量子ビットの１以上の光学測定を実行する工程であって、これによって、非古典的計算を得る、工程と、を含む。

【0011】

別の態様では、本開示は、非古典的計算を実行するための方法を提供し、該方法は、（ａ）複数の空間的に個別の光学トラップサイトの、ある光学トラップサイト内でそれぞれトラップされた、６０を上回る原子を含む、複数の量子ビットを提供する工程と、（ｂ）非古典的計算を実行するために、複数の量子ビットの少なくともサブセットを使用する工程と、を含む。

【0012】

別の態様では、本開示は、非古典的計算を実行するための方法を提供し、該方法は、（ａ）複数の原子を含む複数の光学トラップサイトを提供する工程であって、該複数の原子が、複数の量子ビットである、工程と、（ｂ）複数の原子の１以上を、占有されたトラップサイトから占有されていないトラップサイトへ、移動させる工程であって、これによって、複数の原子の空間配置を変更する、工程と、（ｃ）１以上の原子が、第１の原子状態と第１の原子状態と異なる少なくとも第２の原子状態の、１以上の重ね合わせ状態になるように誘起するために、複数の原子の１以上の原子に電磁エネルギーを加える工程であって、ここで、１以上の重ね合わせ状態の１以上の原子のある原子は、複数の原子の別の原子と量子学的にもつれている、工程と、（ｄ）１以上の重ね合わせ状態の１以上の測定を実行する工程と、を含む。

【0013】

別の態様では、本開示は、非古典的計算を実行するための方法を提供し、該方法は、（ａ）複数の空間的に個別の光学トラップサイトを生成する工程であって、複数の光学トラップサイトは、複数の原子をトラップするように構成され、ここで、複数の原子は量子ビットであり、ここで、複数の原子の、ある原子は、引力によって複数の光学トラップサイトのある光学トラップサイトにトラップされる、工程と、（ｂ）複数の原子の１以上の原子に電磁エネルギーを加える工程であって、これによって、１以上の原子に、第１の原子状態および第１の原子状態とは異なる少なくとも第２の原子状態の、１以上の重ね合わせ状態を採用するように誘起する、工程と、（ｃ）１以上の重ね合わせ状態の１以上の原子の少なくともサブセットを、複数の原子の少なくとも別の原子と、量子学的にもつれさせる工程と、（ｄ）非古典的計算を得るために、１以上の重ね合わせ状態の１以上の測定を実行する工程と、を含む。

【0014】

別の態様では、本開示は、非古典的計算を実行するための方法を提供し、該方法は、（ａ）複数の空間的に個別の光学トラップサイトを生成する工程であって、複数の光学トラップサイトは、複数の原子をトラップするように構成され、ここで、複数の原子は量子ビットである、工程と、（ｂ）複数の原子の１以上の原子に電磁エネルギーを加える工程であって、これによって、１以上の原子に、第１の原子状態および第１の原子状態とは異なる少なくとも第２の原子状態の、１以上の重ね合わせ状態を採用するように誘起し、ここで、加える工程は、少なくとも２つの光学変調器で、電磁エネルギーを変調することを含む、工程と、（ｃ）１以上の重ね合わせ状態の１以上の原子の少なくともサブセットを、複数の原子の少なくとも別の原子と、量子学的にもつれさせる工程と、（ｄ）非古典的計算を得るために、１以上の重ね合わせ状態の１以上の測定を実行する工程と、を含む。

【0015】

本開示の別の態様は、１以上のコンピュータプロセッサによる実行に際し、上記または本明細書のどこかに記載の方法のいずれかを実施する、機械実行可能コードを含む非一時的なコンピュータ可読媒体を提供する。

【0016】

本開示の別の態様は、１以上のコンピュータプロセッサ、およびそれに接続されたコンピュータメモリーを含む、システムを提供する。コンピュータメモリーは、１以上のコンピュータプロセッサによる実行に際し、上記または本明細書のどこかに記載の方法のいずれかを実施する、機械実行可能なコードを含む。

【0017】

本開示の追加的な態様および利点は、以下の詳細な説明から、当業者に容易に明らかとなり、ここでは、本開示の例示的な実施形態のみが示され、そして記載される。実現されるように、本開示は、他のおよび異なる実施形態においても可能であり、その様々な詳細は、すべてが本開示から逸脱することなく様々な明白な点において修正することができる。従って、図面と記載は本来、例示的なものとしてみなされ、限定的なものであるとはみなされない。

【0018】

引用による組み込み
本明細書で言及される全ての公開、特許、及び特許出願は、あたかも個々の公開、特許、又は特許出願が引用によって組み込まれるよう具体的かつ個別に示されるかのように、同じ程度まで引用により本明細書に組み込まれる。参照により組み込まれる公開、特許、または特許出願が本明細書に含まれる開示に矛盾するという程度まで、本明細書は、そのような矛盾のある題材に取って代わるおよび／またはそれに優先することを意図している。

【図面の簡単な説明】

【0019】

本発明の新規な特徴は、とりわけ添付の特許請求の範囲で説明される。本発明の特徴及び利点のより良い理解は、本発明の原理が用いられる例示的実施形態を説明する以下の詳細な説明と、以下の添付図面（本明細書では「図（”Ｆｉｇｕｒｅ” ａｎｄ ”ＦＩＧ．”）」とも称する）とを参照することによって得られるであろう。

【図1】本明細書で提供される方法を実施するようにプログラムまたは構成されるコンピュータ制御システムを示す。

【図2】非古典的計算を実行するためのシステムの例を示す。

【図3A】光学トラップユニットの例を示す。

【図3B】複数の光学トラップサイトの例を示す。

【図3C】原子で部分的に満たされる光学トラップユニットの例を示す。

【図3D】原子で完全に満たされる光学トラップユニットの例を示す。

【図4】電磁送達ユニットの例を示す。

【図5】状態調製ユニットの例を示す。

【図6】非古典的計算を実行するための第１の方法の例に関するフローチャートを示す。

【図7】非古典的計算を実行するための第２の方法の例に関するフローチャートを示す。

【図8】非古典的計算を実行するための第３の方法の例に関するフローチャートを示す。

【図9】ストロンチウム－８７の^３Ｐ_２状態を含む量子ビットの例を示す。

【図10A】ストロンチウム－８７の^１Ｓ_０超微細状態のシュタルクシフトシミュレーション（ｓｔａｒｋ ｓｈｉｆｔ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ）を示す。

【図10B】ストロンチウム－８７の^１Ｓ_０超微細状態のシュタルクシフトシミュレーション（ｓｔａｒｋ ｓｈｉｆｔ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ）を示す。

【図11A】シュタルクシフトによる単一量子ビット制御のシミュレーションを示す。

【図11B】シュタルクシフトによる単一量子ビット制御のシミュレーションを示す。

【図12A】ＳＬＭによって生成されたトラップ光の例示的配列を示す。

【図12B】ＳＬＭによって生成されたトラップ光の例示的配列を示す。

【発明を実施するための形態】

【0020】

本発明の様々な実施形態が本明細書中に示され記述される一方、そのような実施形態が一例として提供されているにすぎないことは当業者に明らかであろう。多数の変形、変更、および置き換えは、本発明から逸脱することなく、当業者によって想到され得る。本明細書に記載される本発明の実施形態の様々な代案が利用され得ることを理解されたい。

【0021】

特に定義されていない限り、本明細書で使用されるすべての専門用語は、この発明が属する技術の通常の当業者によって一般に理解されるものと同じ意味を有する。明細書および添付の請求項内で用いられる時、単数形「ａ（１つの）」、「ａｎ（１つの）」および「ｔｈｅ（その）」は、文脈が他に明確に指示していない限り、複数の引用文を含む。「ｏｒ（または）」への任意の言及は、別段の定めがない限り、「ａｎｄ／ｏｒ（および／または）」を包含することを意図している。

【0022】

「ａｔ ｌｅａｓｔ（少なくとも）」、「ｇｒｅａｔｅｒ ｔｈａｎ（～を上回る）」「ｇｒｅａｔｅｒ ｔｈａｎ ｏｒ ｅｑｕａｌ ｔｏ（～以上）」の用語が、一連の２以上の数値の最初の数値に先行する場合は常に、「少なくとも」、「～を上回る」、または「～以上」という用語は、その一連の数値内の各数値に適用される。例えば、１、２、または３以上は、１を上回るかまたは１と等しい、２を上回るかまたは２と等しい、３を上回るかまたは３と等しい。

【0023】

常に、用語「ｎｏ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ（最大で）」「ｌｅｓｓ ｔｈａｎ（～未満）」「ｌｅｓｓ ｔｈａｎ ｏｒ ｅｑｕａｌ ｔｏ（～以下）」、または「ａｔ ｍｏｓｔ（最大で）」の用語が、一連の２以上の数値の最初の数値に先行する場合は常に、「最大で」、「～未満」、「～以下」「最大で」という用語は、その一連の数値内の各数値に適用される。例えば、３、２、または１以下は、３未満か３と等しい、２未満か２と等しい、１未満か１と等しい。

【0024】

値が範囲として記載されている場合、そのような開示は、特定の数値または特定の部分範囲が明示されているかどうかにかかわらず、そのような範囲内のすべての可能な部分範囲、ならびにそのような範囲内に入る特定の数値の開示を含むことが理解されるであろう。

【0025】

本明細書で使用される時、同様の文字は同様の要素を指す。

【0026】

本明細書で使用される時、「人工知能」、「人工知能手順」、「人工知能操作」、および「人工知能アルゴリズム」という用語は、通常、ゴールを成功裡に達成する機会を増強するかまたは最大化させるために１以上のアクションを講じる、任意のシステム、またはコンピュータによる手順を指す。「人工知能」という用語は、「生成モデリング」、「機械学習」（ＭＬ）、および／または「強化学習」（ＲＬ）を含んでもよい。

【0027】

本明細書に使用される時、「機械学習」、「機械学習手順」、「機械学習操作」、および「機械学習アルゴリズム」の用語は、通常、タスクに関するコンピュータの性能を漸次的に改善する、任意のシステム、または分析的および／または統計的手順を指す。機械学習は、機械学習アルゴリズムを含んでもよい。機械学習アルゴリズムは、訓練されたアルゴリズム（ｔｒａｉｎｅｄ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）であるかもしれない。機械学習（ＭＬ）は、１以上の教師あり（ｓｕｐｅｒｖｉｓｅｄ）、半教師あり（ｓｅｍｉ－ｓｕｐｅｒｖｉｓｅｄ）、または教師なし（ｕｎｓｕｐｅｒｖｉｓｅｄ）の機械学習技法を含んでもよい。例えば、ＭＬアルゴリズムは、（例えば、様々なパラメータが重み付け係数またはスケーリング係数として決定される）教師あり学習を通じて訓練される、訓練されたアルゴリズムであってもよい。ＭＬは、回帰分析、正規化、分類、次元縮小、アンサンブル学習、メタ学習、結合規則学習、クラスター分析、異常検出、深層学習、または超深層学習の１以上を含んでもよい。ＭＬは、ｋ平均法（ｋ－ｍｅａｎｓ）、ｋ平均法クラスタリング（ｋ－ｍｅａｎｓ ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ）、ｋ近傍法（ｋ－ｎｅａｒｅｓｔ ｎｅｉｇｈｂｏｒ）、学習ベクトル量子化、線形回帰、非線形回帰、最小二乗回帰、部分最小二乗回帰、ロジスティク回帰、ステップワイズ回帰、多変量適応的回帰スプライン（ｍｕｌｔｉｖａｒｉａｔｅ ａｄａｐｔｉｖｅ ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ ｓｐｌｉｎｅ）、リッジ回帰、主成分回帰、最小絶対収縮と選択演算、最小角度回帰、正準相関分析、要因分析、独立成分分析、線形判別分析、多次元尺度構成法、非負値行列因子分解、主成分分析、主座標分析、射影追跡、サモンマッピング （Ｓａｍｍｏｎ ｍａｐｐｉｎｇ）、ｔ分布型確率的近傍埋め込み法（ｔ－ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃ ｎｅｉｇｈｂｏｒ ｅｍｂｅｄｄｉｎｇ）、アダブースト（ＡｄａＢｏｏｓｔｉｎｇ）、ブースト、勾配ブースト（ｇｒａｄｉｅｎｔ ｂｏｏｓｔｉｎｇ）、ブートストラップ回帰（ｂｏｏｔｓｔｒａｐ ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）、調和平均算出（ｅｎｓｅｍｂｌｅ ａｖｅｒａｇｉｎｇ）、決定木、条件付き決定木（ｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｌ ｄｅｃｉｓｉｏｎ ｔｒｅｅ）、ブースティング決定木（ｂｏｏｓｔｅｄ ｄｅｃｉｓｉｏｎ ｔｒｅｅ）、勾配ブースティング決定木（ｇｒａｄｉｅｎｔ ｂｏｏｓｔｅｄ ｄｅｃｉｓｉｏｎ ｔｒｅｅ）、ランダムフォレスト（ｒａｎｄｏｍ ｆｏｒｅｓｔ）、スタッキング一般化（ｓｔａｃｋｅｄ ｇｅｎｅｒａｌｉｚａｔｉｏｎ）、ベイジアンネットワーク（Ｂａｙｅｓｉａｎ ｎｅｔｗｏｒｋ）、ベイジアン信念ネットワーク、ナイーブベイズ（ｎａｉｖｅ Ｂａｙｅｓ）、ガウシアンナイーブベイズ（Ｇａｕｓｓｉａｎ ｎａｉｖｅ Ｂａｙｅｓ）、多項ナイーブベイズ（ｍｕｌｔｉｎｏｍｉａｌ ｎａｉｖｅ Ｂａｙｅｓ）、隠れマルコフモデル（ｈｉｄｄｅｎ Ｍａｒｋｏｖ ｍｏｄｅｌ）、階層的隠れマルコフモデル（ｈｉｅｒａｒｃｈｉｃａｌ ｈｉｄｄｅｎ Ｍａｒｋｏｖ ｍｏｄｅｌ）、サポートベクターマシン（ｓｕｐｐｏｒｔ ｖｅｃｔｏｒ ｍａｃｈｉｎｅ）、エンコーダ、デコーダ、オートエンコーダ、スタッキングオートエンコーダ、パーセプトロン、多層パーセプトロン（ｍｕｌｔｉ－ｌａｙｅｒ ｐｅｒｃｅｐｔｒｏｎ）、人工ニューラルネットワーク、フィードフォワードニューラルネットワーク、畳み込みニューラルネットワーク、リカレントニューラルネットワーク、長・短期記憶（ｌｏｎｇ ｓｈｏｒｔ－ｔｅｒｍ ｍｅｍｏｒｙ）、深層信念ネットワーク（ｄｅｅｐ ｂｅｌｉｅｆ ｎｅｔｗｏｒｋ）、深層ボルツマンマシン（ｄｅｅｐ Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ ｍａｃｈｉｎｅ）、深層畳み込みニューラルネットワーク（ｄｅｅｐ ｃｏｎｖｏｌｕｔｉｏｎａｌ ｎｅｕｒａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ）、深層リカレントニューラルネットワーク（ｄｅｅｐ ｒｅｃｕｒｒｅｎｔ ｎｅｕｒａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ）、または敵対的生成ネットワーク、を含むが、これらに限定されない。

【0028】

本明細書に使用される時、「強化学習」、「強化学習手順」、「強化学習操作」、および「強化学習アルゴリズム」は、一般に、環境との相互作用に対する累積報酬のいくらかの概念を強化または最大化するために、１以上のアクションを講じるシステムまたはコンピュータによる手順を指す。強化学習（ＲＬ）手順を実行するエージェントは、環境内で１以上のアクションを講じ、それによってそれ自身と環境をさまざまな新しい状態に置くことから、「即時報酬」と呼ばれる正または負の強化を受け取ることができる。

【0029】

エージェントのゴールは、累積報酬のいくらかの概念を増強または最大化することであってもよい。例えば、エージェントのゴールは、「割引報酬関数（ｄｉｓｃｏｕｎｔｅｄ ｒｅｗａｒｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）」または「平均報酬関数（ａｖｅｒａｇｅ ｒｅｗａｒｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）」を増強または最大化することかもしれない。「Ｑ関数（Ｑ－ｆｕｎｃｔｉｏｎ）」は、ある状態から取得可能な最大累積報酬、およびその状態で講じられたアクションを表してもよい。「価値関数」と「一般化報酬エスティメイタ（ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ ａｄｖａｎｔａｇｅ ｅｓｔｉｍａｔｏｒ）」は、最適または最良のアクションの選択が与えられた状態から取得可能な最大累積報酬を表してもよい。ＲＬは、累積報酬についてのそのような概念の任意の１以上を利用してもよい。本明細書に使用される時、任意のそのような関数は、「累積報酬関数」と呼ばれてもよい。したがって、最良または最適な累積報酬関数を計算することは、エージェントにとって最良または最適な方策を見つけることと等価であってもよい。

【0030】

エージェント、およびその環境との相互作用は、１以上のマルコフ決定過程（Ｍａｒｋｏｖ Ｄｅｃｉｓｉｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ）（ＭＤＰ）として定式化されていてもよい。ＲＬ手順は、ＭＤＰの正確な数学モデルについての知識を前提としなくてもよい。ＭＤＰは、エージェントにとって完全に未知、部分的に既知、または完全に既知であり得る。ＲＬ手順は、ＭＤＰの事前知識に関して「モデルベース」または「モデルフリー」の、２つの範囲の間のスペクトルに存在してもよい。そのため、ＲＬ手順は、大規模なＭＤＰを対象としてもよく、その場合、ＭＤＰについての未知または確率的性質のために、正確な方法が実行不可能であったり、利用不可能であったりするかもしれない。

【0031】

ＲＬ手順は、本明細書に記載される１以上のコンピュータプロセッサを使用して実施されてもよい。デジタル処理装置は、「政策」を訓練、保存、そして後に展開するエージェントを利用して、累積報酬を増強または最大化してもよい。方策は、できるだけ長い期間、または望ましい期間にわたって、求められ（例えば検索され）てもよい。そのような最適化問題は、最適な方策の近似を保存するか、累積報酬関数の近似を保存するか、またはその両方によって解決されてもよい。場合によっては、ＲＬ手順は、そのような関数のための近似値の、１以上の表を保存していてもよい。他の場合には、ＲＬ手順は、１以上の「関数アプロキシメータ（ｆｕｎｃｔｉｏｎ ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｏｒ）」を利用してもよい。

【0032】

関数アプロキシメータの例は、ニューラルネットワーク（深層ニューラルネットワークなど）や確率的グラフィカルモデル（例えば、ボルツマンマシン（Ｂｏｌｔｚｍａｎｎ ｍａｃｈｉｎｅ）、ヘルムホルツマシン（Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ ｍａｃｈｉｎｅ）、およびホップフィールドネットワーク（Ｈｏｐｆｉｅｌｄ ｎｅｔｗｏｒｋ））を含んでもよい。関数アプロキシメータは、累積報酬関数の近似のパラメータ化を作り出してもよい。パラメータ化に関する関数プロキシメータの最適化は、累積報酬を増強または最大化する方向にパラメータを動かし、それゆえに、（方策勾配方法によってなどで）方策を増強または最適化するか、または関数アプロキシメータを動かして（時間差法によってなどで）ベルマンの最適性基準（Ｂｅｌｌｍａｎ’ｓ ｏｐｔｉｍａｌｉｔｙ ｃｒｉｔｅｒｉａ）を満たすように構成されてもよい。

【0033】

トレーニング中、エージェントは、環境内でアクションを実行して、環境に関する、かつ生存またはより良い有用性のための方策の適切な、または最良の選択に関する、さらなる情報を取得してもよい。エージェントのアクションは、（例えば、特にトレーニングの初期段階で）ランダムに生成されてもよく、あるいは、（教師あり学習、模倣学習、または本明細書に記載される他の機械学習手順などの）別の機械学習パラダイムによって規定されてもよい。エージェントのアクションは、増強された方策または最適な方策が何であるかについて、エージェントの認識に近いアクションを選択することによって、より良いものになるかもしれない。さまざまなトレーニング戦略は、吟味と活用との間の選択に関して、方策オフ型（ｏｆｆ－ｐｏｌｉｃｙ）方法と方策オン型（ｏｎ－ｐｏｌｉｃｙ）方法の２つの範囲の間に存在してもよい。

【0034】

本明細書で使用される時、「非古典的計算」、「非古典的手順」、「非古典的操作」、「非古典的コンピュータ」という用語は、一般に、古典的コンピューティングのパラダイム外の計算手順を実行するための任意の方法またはシステムを指す。非古典的計算、非古典的手順、非古典的操作、または非古典的コンピュータは、量子計算、量子手順、量子操作、または量子コンピュータを含んでもよい。

【0035】

本明細書で使用される時、「量子計算」、「量子手順」、「量子操作」、および「量子コンピュータ」という用語は、一般に、量子デバイスによって表されるヒルベルト空間（Ｈｉｌｂｅｒｔ ｓｐａｃｅ）で、（量子チャネル上の、ユニタリー変換またはＣＰＴＰ（ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｔｒａｃｅ－ｐｒｅｓｅｒｖｉｎｇ）（ＣＰＴＰ）写像などの）量子力学的操作を使用して計算を実行するための、任意の方法またはシステムを指す。このように、量子計算と古典的（またはデジタル）計算は、以下の面で類似していてもよい。つまり、両方の計算が、入力情報に対して実行される一連の命令を含み、その後に出力を提供してもよい。量子計算のさまざまなパラダイムは、量子操作を、量子デバイスの量子ビットのサブセットに同時に影響を与える基本的な量子操作のシーケンスに分解してもよい。量子操作は、例えばそれらの局所性、またはそれらの物理的実装の容易さに基づいて選択されてもよい。その時、量子手順または量子計算は、さまざまな用途において、量子デバイスの異なる量子進化を表すことができる命令のシーケンスから成るかもしれない。例えば、量子化学を計算またはシミュレーションする手順は、（２－準位量子システムなどの）量子ビットと、（アダマール（Ｈａｄａｍａｒｄ）、制御ＮＯＴ（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ－ｎｏｔ）（ＣＮＯＴ）、π／８回転などの）ユニバーサル量子ゲートセットを使用することによって、いわゆるＪｏｒｄａｎ－Ｗｉｇｎｅｒ変換またはＢｒａｖｙｉ－Ｋｉｔａｅｖ変換を通して、量子状態と対消滅（ａｎｎｉｈｉｌａｔｉｏｎ）、および電子スピン軌道の生成演算子を表してもよい。

【0036】

量子手順または計算の追加的例は、量子近似最適化アルゴリズム（ＱＡＯＡ）または量子最小確認などの、最適化のための手順が含まれてもよい。ＱＡＯＡは、単一量子ビットの回転を実行すること、および複数量子ビットのゲートをもつれさせることを含んでもよい。量子断熱計算では、命令は、初期量子システムから最終量子システムへの進化の確率的または非確率的経路で伝えられてもよい。

【0037】

量子に着想を得た手順は、シミュレーションされたアニーリング、パラレルテンパリング（ｐａｒａｌｌｅｌ ｔｅｍｐｅｒｉｎｇ）、マスター方程式ソルバー（ｍａｓｔｅｒ ｅｑｕａｔｉｏｎ ｓｏｌｖｅｒ）、モンテカルロ手順（Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ）などを含んでもよい。量子古典的またはハイブリッドアルゴリズムまたは手順は、変分量子固有ソルバー（ｖａｒｉａｔｉｏｎａｌ ｑｕａｎｔｕｍ ｅｉｇｅｎｓｏｌｖｅｒ）（ＶＱＥ）および変分および断熱ナビゲート量子固有ソルバー（ｖａｒｉａｔｉｏｎａｌ ａｎｄ ａｄｉａｂａｔｉｃａｌｌｙ ｎａｖｉｇａｔｅｄ ｑｕａｎｔｕｍ ｅｉｇｅｎｓｏｌｖｅｒ）（ＶａｎＱｖｅｒ）などの手順を含んでもよい。

【0038】

量子コンピュータは、１以上の断熱量子コンピュータ、量子ゲートアレイ、一方向量子コンピュータ、トポロジカル量子コンピュータ、量子チューリングマシン（ｑｕａｎｔｕｍ Ｔｕｒｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ）、量子アニーラ（ｑｕａｎｔｕｍ ａｎｎｅａｌｅｒ）、アイシングソルバー（Ｉｓｉｎｇ ｓｏｌｖｅｒ）、または量子コンピューティングのゲートモデルを含んでもよい。

【0039】

非古典的計算を実行するためのシステム
一態様では、本開示は、非古典的計算を実行するためにシステムを提供する。該システムは、複数の空間的に個別の光学トラップサイトを生成するように構成された、１以上の光学トラップユニットであって、複数の光学トラップサイトは、複数の原子をトラップするように構成され、複数の原子は、６０を上回る原子を含む、１以上の光学トラップユニットと、複数の原子の１以上の原子に電磁エネルギーを加えるように構成された、１以上の電磁送達ユニットであって、これによって、１以上の原子に、第１の原子状態および第１の原子状態とは異なる少なくとも第２の原子状態の、１以上の重ね合わせ状態を採用するように誘起する、１以上の電磁送達ユニットと、１以上の重ね合わせ状態の１以上の原子の少なくともサブセットを、複数の原子の少なくとも別の原子と、量子学的にもつれさせるように構成された、１以上のもつれユニットと、非古典的計算を得るために、１以上の重ね合わせ状態の以上の測定を実行するように構成された、１以上の読み出し光学ユニットと、を含む。

【0040】

図２は、非古典的計算を実行するためのシステム（２００）の例を示す。非古典的計算は、量子計算を含んでもよい。量子計算は、ゲートモデル量子計算を含んでもよい。

【0041】

システム（２００）は、１以上の光学トラップユニット（２１０）を含んでもよい。光学トラップユニットは、図３Ａを参照して本明細書に記載される光学トラップユニットなどの、本明細書に記載される任意の光学トラップユニットを含んでもよい。光学トラップユニットは、複数の空間的に個別の光学トラップサイトを生成するように構成されてもよい。例えば、光学トラップユニットは、少なくとも１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１，０００、２，０００、３，０００、４，０００、５，０００、６，０００、７，０００、８，０００、９，０００、１０，０００、２０，０００、３０，０００、４０，０００、５０，０００、６０，０００、７０，０００、８０，０００、９０，０００、１００，０００、２００，０００、３００，０００、４００，０００、５００，０００、６００，０００、７００，０００、８００，０００、９００，０００、１，０００，０００、またはそれ以上の光学トラップサイトを生成するように構成されてもよい。光学トラップユニットは、最大で１，０００，０００、９００，０００、８００，０００、７００，０００、６００，０００、５００，０００、４００，０００、３００，０００、２００，０００、１００，０００、９０，０００、８０，０００、７０，０００、６０，０００、５０，０００、４０，０００、３０，０００、２０，０００、１０，０００、９，０００、８，０００、７，０００、６，０００、５，０００、４，０００、３，０００、２，０００、１，０００、９００、８００、７００、６００、５００、４００、３００、２００、１００、９０、８０、７０、６０、５０、４０、３０、２０、１０、またはそれ以下の光学トラップサイトを生成するように構成されてもよい。光学トラップユニットは、前述の値の任意の２つによって定義された範囲内にある、複数の光学トラップサイトをトラップするように構成されてもよい。

【0042】

光学トラップユニットは、複数の原子をトラップするように構成されてもよい。例えば、光学トラップユニットは、少なくとも約１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００、９００、１，０００、２，０００、３，０００、４，０００、５，０００、６，０００、７，０００、８，０００、９，０００、１０，０００、２０，０００、３０，０００、４０，０００、５０，０００、６０，０００、７０，０００、８０，０００、９０，０００、１００，０００、２００，０００、３００，０００、４００，０００、５００，０００、６００，０００、７００，０００、８００，０００、９００，０００、１，０００，０００、またはそれ以上の原子をトラップするように構成されてもよい。光学トラップユニットは、最大で約１，０００，０００、９００，０００、８００，０００、７００，０００、６００，０００、５００，０００、４００，０００、３００，０００、２００，０００、１００，０００、９０，０００、８０，０００、７０，０００、６０，０００、５０，０００、４０，０００、３０，０００、２０，０００、１０，０００、９，０００、８，０００、７，０００、６，０００、５，０００、４，０００、３，０００、２，０００、１，０００、９００、８００、７００、６００、５００、４００、３００、２００、１００、９０、８０、７０、６０、５０、４０、３０、２０、１０、またはそれ以下の原子をトラップするように構成されてもよい。光学トラップユニットは、前述の値の任意の２つによって定義された範囲内にある、複数の原子をトラップするように構成されてもよい。

【0043】

光学トラップユニットの各光学トラップサイトは、少なくとも約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、またはそれ以上の原子をトラップするように構成されてもよい。各光学トラップサイトは、最大で約１０、９、８、７、６、５、４、３、２、１、またはそれ以下の原子をトラップするように構成されてもよい。各光学トラップサイトは、前述の値の任意の２つによって定義された範囲内にある、複数の原子をトラップするように構成されてもよい。各光学トラップサイトは、単一の原子をトラップするように構成されてもよい。

【0044】

（例えば図４を参照して）本明細書に記載される時、複数の原子の１以上の原子は、量子ビットを含んでもよい。２以上の原子は、量子学的にもつれていてもよい。２以上の原子は、少なくとも約１マイクロ秒（μｓ）、２μｓ、３μｓ、４μｓ、５μｓ、６μｓ、７μｓ、８μｓ、９μｓ、１０μｓ、２０μｓ、３０μｓ、４０μｓ、５０μｓ、６０μｓ、７０μｓ、８０μｓ、９０μｓ、１００μｓ、２００μｓ、３００μｓ、４００μｓ、５００μｓ、６００μｓ、７００μｓ、８００μｓ、９００μｓ、１ミリ秒（ｍｓ）、２ｍｓ、３ｍｓ、４ｍｓ、５ｍｓ、６ｍｓ、７ｍｓ、８ｍｓ、９ｍｓ、１０ｍｓ、２０ｍｓ、３０ｍｓ、４０ｍｓ、５０ｍｓ、６０ｍｓ、７０ｍｓ、８０ｍｓ、９０ｍｓ、１００ｍｓ、２００ｍｓ、３００ｍｓ、４００ｍｓ、５００ｍｓ、６００ｍｓ、７００ｍｓ、８００ｍｓ、９００ｍｓ、１秒（ｓ）、２ｓ、３ｓ、４ｓ、５ｓ、６ｓ、７ｓ、８ｓ、９ｓ、１０ｓ、またはそれ以上のコヒーレンス寿命で量子学的にもつれていてもよい。２以上の原子は、最大で約１０ｓ、９ｓ、８ｓ、７ｓ、６ｓ、５ｓ、４ｓ、３ｓ、２ｓ、１ｓ、９００ｍｓ、８００ｍｓ、７００ｍｓ、６００ｍｓ、５００ｍｓ、４００ｍｓ、３００ｍｓ、２００ｍｓ、１００ｍｓ、９０ｍｓ、８０ｍｓ、７０ｍｓ、６０ｍｓ、５０ｍｓ、４０ｍｓ、３０ｍｓ、２０ｍｓ、１０ｍｓ、９ｍｓ、８ｍｓ、７ｍｓ、６ｍｓ、５ｍｓ、４ｍｓ、３ｍｓ、２ｍｓ、１ｍｓ、９００μｓ、８００μｓ、７００μｓ、６００μｓ、５００μｓ、４００μｓ、３００μｓ、２００μｓ、１００μｓ、９０μｓ、８０μｓ、７０μｓ、６０μｓ、５０μｓ、４０μｓ、３０μｓ、２０μｓ、１０μｓ、９μｓ、８μｓ、７μｓ、６μｓ、５μｓ、４μｓ、３μｓ、２μｓ、１μｓ、またはそれ以下のコヒーレンス寿命で量子学的にもつれていてもよい。２以上の原子は、既出の値の任意の２つによって定義された範囲内にあるコヒーレンス寿命で量子学的にもつれていてもよい。１以上の原子は、中性原子を含んでもよい。１以上の原子は、非荷電原子を含んでもよい。

【0045】

１以上の原子は、アルカリ原子を含んでもよい。１以上の原子は、リチウム（Ｌｉ）原子、ナトリウム（Ｎａ）原子、カリウム（Ｋ）原子、ルビジウム（Ｒｂ）原子、またはセシウム（Ｃｓ）原子を含んでもよい。１以上の原子は、リチウム－６原子、リチウム－７原子、ナトリウム－２３原子、カリウム－３９原子、カリウム－４０原子、カリウム－４１原子、ルビジウム－８５原子、ルビジウム－８７原子、またはセシウム－１３３原子を含んでもよい。１以上の原子は、アルカリ土類原子を含んでもよい。１以上の原子は、ベリリウム（Ｂｅ）原子、マグネシウム（Ｍｇ）原子、カルシウム（Ｃａ）原子、ストロンチウム（Ｓｒ）原子、またはバリウム（Ｂａ）原子を含んでもよい。１以上の原子は、ベリリウム－９原子、マグネシウム－２４原子、マグネシウム－２５原子、マグネシウム－２６原子、カルシウム－４０原子、カルシウム－４２原子、カルシウム－４３原子、カルシウム－４４原子、カルシウム－４６原子、カルシウム－４８原子、ストロンチウム－８４原子、ストロンチウム－８６原子、ストロンチウム－８７原子、ストロンチウム－８８原子、バリウム－１３０原子、バリウム－１３２原子、バリウム－１３４原子、バリウム－１３５原子、バリウム－１３６原子、バリウム－１３７原子、またはバリウム－１３８原子を含んでもよい。１以上の原子は、レアアース原子を含んでもよい。１以上の原子は、スカンジウム（Ｓｃ）原子、イットリウム（Ｙ）原子、ランタン（Ｌａ）原子、セリウム（Ｃｅ）原子、プラセオジム（Ｐｒ）原子、ネオジム（Ｎｄ）原子、サマリウム（Ｓｍ）原子、ユウロピウム（Ｅｕ）原子、ガドリニウム（Ｇｄ）原子、テルビウム（Ｔｂ）原子、ジスプロシウム（Ｄｙ）原子、ホルミウム（Ｈｏ）原子、エルビウム（Ｅｒ）原子、ツリウム（Ｔｍ）原子、イッテルビウム（Ｙｂ）原子、またはルテチウム（Ｌｕ）原子を含んでもよい。１以上の原子は、スカンジウム－４５原子、イットリウム－８９原子、ランタン－１３９原子、セリウム－１３６原子、セリウム－１３８原子、セリウム－１４０原子、セリウム－１４２原子、プラセオジム－１４１原子、ネオジム－１４２原子、ネオジム－１４３原子、ネオジム－１４５原子、ネオジム－１４６原子、ネオジム－１４８原子、サマリウム－１４４原子、サマリウム－１４９原子、サマリウム－１５０原子、サマリウム－１５２原子、サマリウム－１５４原子、ユウロピウム－１５１原子、ユウロピウム－１５３原子、ガドリニウム－１５４原子、ガドリニウム－１５５原子、ガドリニウム－１５６原子、ガドリニウム－１５７原子、ガドリニウム－１５８原子、ガドリニウム－１６０原子、テルビウム－１５９原子、ジスプロシウム－１５６原子、ジスプロシウム－１５８原子、ジスプロシウム－１６０原子、ジスプロシウム－１６１原子、ジスプロシウム－１６２原子、ジスプロシウム－１６３原子、ジスプロシウム－１６４原子、エルビウム－１６２原子、エルビウム－１６４原子、エルビウム－１６６原子、エルビウム－１６７原子、エルビウム－１６８原子、エルビウム－１７０原子、ホルミウム－１６５原子、ツリウム－１６９原子、イッテルビウム－１６８原子、イッテルビウム－１７０原子、イッテルビウム－１７１原子、イッテルビウム－１７２原子、イッテルビウム－１７３原子、イッテルビウム－１７４原子、イッテルビウム－１７６原子、ルテチウム－１７５原子、またはルテチウム－１７６原子を含んでもよい。

【0046】

複数の原子は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、およびＢａからなる群から選択された単一元素を含んでもよい。複数の原子は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、およびＢａからなる群から選択された元素の混合物を含んでもよい。複数の原子は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、およびＢａからなる群から選択された１以上の元素の天然同位体混合物を含んでもよい。複数の原子は、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、およびＢａからなる群から選択された１以上の元素の同位体濃縮混合物を含んでもよい。複数の原子は、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、およびＬｕからなる群から選択された１以上の元素の天然同位体混合物を含んでもよい。複数の原子は、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、およびＬｕからなる群から選択された１以上の元素の同位体濃縮混合物を含んでもよい。原子は、レアアース原子を含んでもよい。例えば、複数の原子は、リチウム－６原子、リチウム－７原子、ナトリウム－２３原子、カリウム－３９原子、カリウム－４０原子、カリウム－４１原子、ルビジウム－８５原子、ルビジウム－８７原子、セシウム－１３３原子、ベリリウム－９原子、マグネシウム－２４原子、マグネシウム－２５原子、マグネシウム－２６原子、カルシウム－４０原子、カルシウム－４２原子、カルシウム－４３原子、カルシウム－４４原子、カルシウム－４６原子、カルシウム－４８原子、ストロンチウム－８４原子、ストロンチウム－８６原子、ストロンチウム－８７原子、ストロンチウム－８８原子、バリウム－１３０原子、バリウム－１３２原子、バリウム－１３４原子、バリウム－１３５原子、バリウム－１３６原子、バリウム－１３７原子、バリウム－１３８原子、スカンジウム－４５原子、イットリウム－８９原子、ランタン－１３９原子、セリウム－１３６原子、セリウム－１３８原子、セリウム－１４０原子、セリウム－１４２原子、プラセオジム－１４１原子、ネオジム－１４２原子、ネオジム－１４３原子、ネオジム－１４５原子、ネオジム－１４６原子、ネオジム－１４８原子、サマリウム－１４４原子、サマリウム－１４９原子、サマリウム－１５０原子、サマリウム－１５２原子、サマリウム－１５４原子、ユウロピウム－１５１原子、ユウロピウム－１５３原子、ガドリニウム－１５４原子、ガドリニウム－１５５原子、ガドリニウム－１５６原子、ガドリニウム－１５７原子、ガドリニウム－１５８原子、ガドリニウム－１６０原子、テルビウム－１５９原子、ジスプロシウム－１５６原子、ジスプロシウム－１５８原子、ジスプロシウム－１６０原子、ジスプロシウム－１６１原子、ジスプロシウム－１６２原子、ジスプロシウム－１６３原子、ジスプロシウム－１６４原子、エルビウム－１６２原子、エルビウム－１６４原子、エルビウム－１６６原子、エルビウム－１６７原子、エルビウム－１６８原子、エルビウム－１７０原子、ホルミウム－１６５原子、ツリウム－１６９原子、イッテルビウム－１６８原子、イッテルビウム－１７０原子、イッテルビウム－１７１原子、イッテルビウム－１７２原子、イッテルビウム－１７３原子、イッテルビウム－１７４原子、イッテルビウム－１７６原子、ルテチウム－１７５原子、またはルテチウム－１７６を含んでもよく、それらの原子は少なくとも約５０％、６０％ ７０％ ８０％、９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、９９．１％、９９．２％、９９．３％、９９．４％、９９．５％、９９．６％、９９．７％、９９．８％、９９．９％、９９．９１％、９９．９２％、９９．９３％、９９．９４％、９９．９５％、９９．９６％、９９．９７％、９９．９８％、９９．９９％、またはそれ以上の同位体存在度に濃縮されている。複数の原子は、リチウム－６原子、リチウム－７原子、ナトリウム－２３原子、カリウム－３９原子、カリウム－４０原子、カリウム－４１原子、ルビジウム－８５原子、ルビジウム－８７原子、セシウム－１３３原子、ベリリウム－９原子、マグネシウム－２４原子、マグネシウム－２５原子、マグネシウム－２６原子、カルシウム－４０原子、カルシウム－４２原子、カルシウム－４３原子、カルシウム－４４原子、カルシウム－４６原子、カルシウム－４８原子、ストロンチウム－８４原子、ストロンチウム－８６原子、ストロンチウム－８７原子、ストロンチウム－８８原子、バリウム－１３０原子、バリウム－１３２原子、バリウム－１３４原子、バリウム－１３５原子、バリウム－１３６原子、バリウム－１３７原子、バリウム－１３８原子、スカンジウム－４５原子、イットリウム－８９原子、ランタン－１３９原子、セリウム－１３６原子、セリウム－１３８原子、セリウム－１４０原子、セリウム－１４２原子、プラセオジム－１４１原子、ネオジム－１４２原子、ネオジム－１４３原子、ネオジム－１４５原子、ネオジム－１４６原子、ネオジム－１４８原子、サマリウム－１４４原子、サマリウム－１４９原子、サマリウム－１５０原子、サマリウム－１５２原子、サマリウム－１５４原子、ユウロピウム－１５１原子、ユウロピウム－１５３原子、ガドリニウム－１５４原子、ガドリニウム－１５５原子、ガドリニウム－１５６原子、ガドリニウム－１５７原子、ガドリニウム－１５８原子、ガドリニウム－１６０原子、テルビウム－１５９原子、ジスプロシウム－１５６原子、ジスプロシウム－１５８原子、ジスプロシウム－１６０原子、ジスプロシウム－１６１原子、ジスプロシウム－１６２原子、ジスプロシウム－１６３原子、ジスプロシウム－１６４原子、エルビウム－１６２原子、エルビウム－１６４原子、エルビウム－１６６原子、エルビウム－１６７原子、エルビウム－１６８原子、エルビウム－１７０原子、ホルミウム－１６５原子、ツリウム－１６９原子、イッテルビウム－１６８原子、イッテルビウム－１７０原子、イッテルビウム－１７１原子、イッテルビウム－１７２原子、イッテルビウム－１７３原子、イッテルビウム－１７４原子、イッテルビウム－１７６原子、ルテチウム－１７５原子、またはルテチウム－１７６原子を含んでもよく、それらの原子は、最大で約９９．９９％、９９．９８％、９９．９７％、９９．９６％、９９．９５％、９９．９４％、９９．９３％、９９．９２％、９９．９１％、９９．９％、９９．８％、９９．７％、９９．６％、９９．５％、９９．４％、９９．３％、９９．２％、９９．１％、９９％、９８％、９７％、９６％、９５％、９４％、９３％、９２％、９１％、９０％、８０％、７０％、６０％、５０％、またはそれ以下の同位体存在度に濃縮されている。複数の原子は、リチウム－６原子、リチウム－７原子、ナトリウム－２３原子、カリウム－３９原子、カリウム－４０原子、カリウム－４１原子、ルビジウム－８５原子、ルビジウム－８７原子、セシウム－１３３原子、ベリリウム－９原子、マグネシウム－２４原子、マグネシウム－２５原子、マグネシウム－２６原子、カルシウム－４０原子、カルシウム－４２原子、カルシウム－４３原子、カルシウム－４４原子、カルシウム－４６原子、カルシウム－４８原子、ストロンチウム－８４原子、ストロンチウム－８６原子、ストロンチウム－８７原子、ストロンチウム－８８原子、バリウム－１３０原子、バリウム－１３２原子、バリウム－１３４原子、バリウム－１３５原子、バリウム－１３６原子、バリウム－１３７原子、バリウム－１３８原子、スカンジウム－４５原子、イットリウム－８９原子、ランタン－１３９原子、セリウム－１３６原子、セリウム－１３８原子、セリウム－１４０原子、セリウム－１４２原子、プラセオジム－１４１原子、ネオジム－１４２原子、ネオジム－１４３原子、ネオジム－１４５原子、ネオジム－１４６原子、ネオジム－１４８原子、サマリウム－１４４原子、サマリウム－１４９原子、サマリウム－１５０原子、サマリウム－１５２原子、サマリウム－１５４原子、ユウロピウム－１５１原子、ユウロピウム－１５３原子、ガドリニウム－１５４原子、ガドリニウム－１５５原子、ガドリニウム－１５６原子、ガドリニウム－１５７原子、ガドリニウム－１５８原子、ガドリニウム－１６０原子、テルビウム－１５９原子、ジスプロシウム－１５６原子、ジスプロシウム－１５８原子、ジスプロシウム－１６０原子、ジスプロシウム－１６１原子、ジスプロシウム－１６２原子、ジスプロシウム－１６３原子、ジスプロシウム－１６４原子、エルビウム－１６２原子、エルビウム－１６４原子、エルビウム－１６６原子、エルビウム－１６７原子、エルビウム－１６８原子、エルビウム－１７０原子、ホルミウム－１６５原子、ツリウム－１６９原子、イッテルビウム－１６８原子、イッテルビウム－１７０原子、イッテルビウム－１７１原子、イッテルビウム－１７２原子、イッテルビウム－１７３原子、イッテルビウム－１７４原子、イッテルビウム－１７６原子、ルテチウム－１７５原子、またはルテチウム－１７６原子を含んでもよく、それらの原子は、既出の値の任意の２つによって定義された範囲内にある同位体存在度に濃縮されている。

【0047】

システム（２００）は、１以上の電磁送達ユニット（２２０）を含んでもよい。電磁送達ユニットは、図４を参照して本明細書に記載される電磁送達ユニットなどの、本明細書に記載される任意の電磁送達ユニットを含んでもよい。電磁送達ユニットは、複数の原子の１以上の原子に、電磁エネルギーを加えるように構成されてもよい。電磁エネルギーを加える工程は、原子に、第１の原子状態および第１の原子状態とは異なる第２の原子状態の、１以上の重ね合わせ状態を採用するように誘起してもよい。

【0048】

第１の原子状態は、第１の単一量子ビット状態を含んでもよい。第２の原子状態は、第２の単一量子ビット状態を含んでもよい。第１の原子状態または第２の原子状態は、原子の基底原子状態に対してエネルギーを高められてもよい。第１の原子状態または第２の原子状態は、原子の基底原子状態に対して同等のエネルギーであってもよい。

【0049】

第１の原子状態は第１の超微細電子状態を含んでもよく、第２の原子状態が第１の超微細電子状態とは異なる第２の超微細電子状態を含んでもよい。例えば、第１の原子状態と第２の原子状態は、三重項マニホールドなどの多重項マニホールド上に、第１の超微細状態と第２の超微細状態を含んでもよい。第１の原子状態と第２の原子状態は、^３Ｐ_１または^３Ｐ_２マニホールド上に、第１の超微細状態と第２の超微細状態とをそれぞれ含んでもよい。第１の原子状態と第２の原子状態は、ストロンチウム－８７^３Ｐ_１マニホールドまたはストロンチウム－８７^３Ｐ_２マニホールドなどの、本明細書に記載される任意の原子の^３Ｐ_１または^３Ｐ_２マニホールド上に、第１の超微細状態と第２の超微細状態とをそれぞれ含んでもよい。

【0050】

図９は、ストロンチウム－８７の^３Ｐ_２状態を含む量子ビットの例を示す。図９の左パネルは、ストロンチウム－８７の^３Ｐ_２状態の高エネルギー準位構造を示す。図９の右パネルは、おおよそ７０ガウスの磁場の変化に対して感度（１次）が低い、ストロンチウム－８７の^３Ｐ_２状態内の潜在的な量子ビット推移を示す。

【0051】

場合によっては、第１の原子状態と第２の原子状態は、第１の電子状態の第１の超微細状態と第２の超微細状態である。光学的励起は、第１の電子状態と第２の電子状態との間で適用されてもよい。光学的励起は、第２の電子状態に、第１の超微細状態および／または第２の超微細状態を励起してもよい。単一量子ビット遷移は、中間状態として第２の電子状態を使用して、第１の電子状態内の２つの超微細状態間でニ光子遷移を含んでもよい。単一量子ビット遷移を駆動するために、各々が単一光子遷移から中間状態へ離調（ｄｅｔｕｎｅ）された、１対の周波数を適用し、二光子遷移を駆動してもよい。場合によっては、第１の超微細状態と第２の超微細状態は、基底電子状態の超微細状態である。基底電子状態は、より低い電子状態への自発放射または誘導放射によって減衰しない場合がある。超微細状態は、核スピン状態を含んでもよい。場合によっては、超微細状態は、ストロンチウム－８７^１Ｓ_０マニホールドの核スピン状態を含み、そして、量子ビット遷移は、ストロンチウム－８７^１Ｓ_０の２つの核スピン状態の一方または両方を、^３Ｐ_２マニホールドまたは^３Ｐ_１マニホールドから、あるいは^３Ｐ_２マニホールドまたは^３Ｐ_１内で離調された状態へと、駆動する。場合によっては、単一量子ビット遷移は、^３Ｐ_２マニホールドまたは^３Ｐ_１マニホールドから、あるいは^３Ｐ_２マニホールドまたは^３Ｐ_１マニホールド内で離調された状態を介した、ストロンチウム－８７^１Ｓ_０の核スピン状態状態間のニ光子ラマン遷移である。場合によっては、核スピン状態は、シュタルクシフトされた核スピン状態である。シュタルクシフトは、光学的に駆動されてもよい。光学的シュタルクシフトは、単一量子ビット遷移、２－量子ビット遷移、シェルビング遷移（ｓｈｅｌｖｉｎｇ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）、結像遷移（ｉｍａｇｉｎｇ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）の、いずれか、すべて、またはそれらの組み合わせとオフレゾナンス（ｏｆｆ－ｒｅｓｏｎａｎｔ）に駆動されてもよい。

【0052】

第１の原子状態は第１の核スピン状態を含んでもよく、第２の原子状態が第１の核スピン状態とは異なる第２の核スピン状態を含んでもよい。第１の原子状態と第２の原子状態は、四極子核の第１の核スピン状態と第２の核スピンとをそれぞれ含んでもよい。第１の原子状態と第２の原子状態は、核スピン－１、核スピン－３／２、核スピン－２、核スピン－５／２、核スピン－３、核スピン－７／２、核スピン－４、または核スピン－９／２の、第１の核スピン状態と第２の核スピン状態をそれぞれ含んでもよい。第１の原子状態と第２の原子状態は、ストロンチウム－８７の第１のスピン状態と第２のスピン状態などの、本明細書に記載される任意の原子の、第１の核スピン状態と第２の核スピン状態をそれぞれ含んでもよい。

【0053】

（核スピン－１、核スピン－３／２、核スピン－２、核スピン－５／２、核スピン－３、核スピン－７／２、核スピン－４、または核スピン－９／２などの）１／２を上回るスピンを含む核に関連する、第１の核スピン状態と第２の核スピン状態については、第１の核スピン状態と第２の核スピン状態との間の遷移は、核スピンマニホールド上の他のスピン状態間の遷移を伴ってもよい。例えば、均一磁場が存在する場における９／２核スピンについては、核スピンレベルのすべてが等しいエネルギーによっては離されていてもよい。そのため、原子を、例えば、ｍ_Ｎ＝９／２スピン状態からｍ_Ｎ＝７／２スピン状態へ移すように設計された（ラマン遷移などの）遷移はまた、ｍ_Ｎ＝７／２～ｍ_Ｎ＝５／２、ｍ_Ｎ＝５／２～ｍ_Ｎ＝３／２、ｍ_Ｎ＝３／２～ｍ_Ｎ＝１／２、ｍ_Ｎ＝１／２～ｍ_Ｎ＝－１／２、ｍ_Ｎ＝－１／２～ｍ_Ｎ＝－３／２、ｍ_Ｎ＝－３／２～ｍ_Ｎ＝－５／２、ｍ_Ｎ＝－５／２～ｍ_Ｎ＝－７／２ｍＮ、およびｍ_Ｎ＝－７／２～ｍ_Ｎ＝－９／２に駆動してもよく、ここでｍＮは核スピン状態である。同様に、原子を、例えば、ｍ_Ｎ＝９／２スピン状態からｍ_Ｎ＝５／２スピン状態へ移すように設計された（ラマン遷移などの）遷移はまた、ｍ_Ｎ＝７／２～ｍ_Ｎ＝３／２、ｍ_Ｎ＝５／２～ｍ_Ｎ＝１／２、ｍ_Ｎ＝３／２～ｍ_Ｎ＝－１／２、ｍ_Ｎ＝１／２～ｍ_Ｎ＝－３／２、ｍ_Ｎ＝－１／２～ｍ_Ｎ＝－５／２、ｍ_Ｎ＝－３／２～ｍ_Ｎ＝－７／２、およびｍ_Ｎ＝－５／２～ｍ_Ｎ＝－９／２に駆動してもよい。そのため、そのような遷移は、核スピンマニホールド上の特定のスピン状態間の遷移を誘起するために選択的ではない可能性がある。代わりに、核スピンマニホールド上の特定の第１のスピン状態と第２のスピン状態との間に、選択的遷移を実装することが望ましいかもしれない。このことは、ＡＣシュタルクシフトを提供し、そして隣接する核スピン状態を、第１の核スピン状態と第２の核スピン状態との間の望ましい遷移間の遷移と共鳴しない状態に押し出す、光源からの光を配することによって遂行されてもよい。例えば、ｍ_Ｎ＝－９／２とｍ_Ｎ＝－７／２を有する第１の核スピン状態と第２の核スピン状態からの遷移が望ましい場合、光は、ｍ_Ｎ＝－５／２スピン状態へのＡＣシュタルクシフトを提供してもよく、これによってｍ_Ｎ＝－７／２状態とｍ_Ｎ＝－５／２状態との間で大幅に遷移を低下させる。同様に、ｍ_Ｎ＝－９／２とｍ_Ｎ＝－５／２を有する第１の核スピン状態と第２の核スピン状態からの遷移が望ましい場合、光は、ｍ_Ｎ＝－１／２スピン状態へのＡＣシュタルクシフトを提供してもよく、これによってｍ_Ｎ＝－５／２状態とｍ_Ｎ＝－１／２状態との間で大幅に遷移を低下させる。これにより、核スピンマニホールドの残りから切り離された核スピンマニホールド内に２準位のサブシステムが効果的に作成され、量子ビットシステムの動態が大幅に単純化され得る。１つのＡＣシュタルクシフトのみが必要となるように、核スピンマニホールドのエッジ近傍の核スピン状態（例えば、核スピン－９／２については、ｍ_Ｎ＝－９／２とｍ_Ｎ＝－７／２、ｍ_Ｎ＝７／２とｍ_Ｎ＝９／２、ｍ_Ｎ＝－９／２とｍ_Ｎ＝－５／２、またはｍ_Ｎ＝５／２とｍ_Ｎ＝９／２）を使用すると有利であるかもしれない。代替的に、核スピンマニホールドのエッジから遠い核スピン状態（例えば、ｍ_Ｎ＝－５／２とｍ_Ｎ＝－３／２、またはｍ_Ｎ＝－５／２とｍ_Ｎ＝－１／２）が使用されてもよく、そして、（例えば、ｍ_Ｎ＝－７／２とｍ_Ｎ＝－１／２、またはｍ_Ｎ＝－９／２とｍ_Ｎ＝３／２で）２つのＡＣシュタルクシフトが実施されてもよい。

【0054】

核スピンマニホールドのシュタルクシフトは、隣接する核スピン状態を、第１の核スピン状態および第２の核スピン状態と、第２の電子状態またはそこから離調された状態との間の望ましい遷移と共鳴しないように、シフトさせてもよい。シュタルクシフトは、第１の核スピン状態と第２の核スピン状態から、核スピンマニホールドの他の状態への漏れを減少させてもよい。シュタルクシフトは、１０ｍＷ未満のビーム電力で数１００ｋＨｚまで達成可能であるかもしれない。上部状態周波数選択性は、不完全な偏光制御からの散乱を減少させてもよい。^３Ｐ_１マニホールドにおける異なる角運動量状態の分離は、単一および２－量子ビットゲート光からの多ギガヘルツであってもよい。核スピンマニホールドにおける他の状態への漏れは、デコヒーレンス（ｄｅｃｏｈｅｒｅｎｃｅ）につながるかもしれない。２－量子ビット遷移のためのラビ周波数（例えば、遷移がどれくらい速く駆動され得るか）は、デコヒーレンス率より速くてもよい。２－量子ビット遷移における中間状態からの散乱は、デコヒーレンスのソースであってもよい。中間状態から離調すると、２－量子ビット遷移の忠実度が改善されるかもしれない。

【0055】

電子基底状態の核スピン状態に基づく量子ビットは、量子ビット記憶のために、（ストロンチウム－８７の^３Ｐ_０状態などの）長寿命の準安定励起電子状態の利用を可能にする場合がある。原子は、クロストーク（ｃｒｏｓｓ－ｔａｌｋ）を低減するため、あるいはゲートまたは検出の忠実度を向上させるために、そのような状態に選択的に移されてもよい。そのような記憶またはシェルビング処理は、本明細書に記載されるＳＬＭまたはＡＯＤを使用して、原子選択的であってもよい。シェルビング遷移は、ストロンチウム－８７の^１Ｓ_０状態とストロンチウム－８７の^３Ｐ_０状態または^３Ｐ_２状態との間に、遷移を含んでもよい。

【0056】

クロック遷移（本明細書で「シェルビング遷移」または「ストレージ遷移（ｓｔｏｒａｇｅ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）」でもある）は、量子ビット状態選択的であってもよい。クロック遷移の上部状態は、非常に長い例えば１秒を上回る、自然寿命を有していてもよい。クロック遷移の線幅は、量子ビットエネルギー間隔よりはるかに狭くてもよい。これにより、直接的なスペクトル分解が可能になるかもしれない。集団は、量子ビット状態の１つからクロック状態に移されてもよい。これにより、最初に１量子ビット状態からクロック状態に集団を移して、量子ビットで結像を実行し、その後に集団をクロック状態から基底状態に移して再度結像を行うことで、個々の量子ビット状態を別々に読み取ることが可能になるかもしれない。場合によっては、マジック波長遷移が、クロック遷移を駆動するために使用される。

【0057】

シェルビングのためのクロック光は、原子選択的であっても、原子選択的でなくてもよい。場合によっては、クロック遷移が全体的に適用される（例えば、原子選択的でない）。全体的に適用されるクロック遷移は、光を顕微鏡対物レンズを通過せずに配向したり、光を構造化したりすることを含んでもよい。場合によっては、クロック遷移は原子選択的である。原子選択的であるクロック遷移は、クロストークを最小化することによって、ゲート忠実度を改善することを潜在的に可能にし得る。例えば、原子におけるクロストークを低減するために、原子は、それが光による影響を受けないかもしれないクロック状態にシェルビングされてもよい。これにより、遷移を受ける隣接する量子ビット間のクロストークは低減するかもしれない。原子選択的クロック遷移を実施するために、光は１以上の顕微鏡対物レンズを通過してもよく、および／または、空間光変調器、デジタルマイクロミラーデバイス、交差音響光学デフレクタ（ｃｒｏｓｓｅｄ ａｃｏｕｓｔｏ－ｏｐｔｉｃ ｄｅｆｌｅｃｔｏｒ）などの１以上で構造化されてもよい。

【0058】

システム（２００）は、１以上の読み出し光学ユニット（２３０）を含んでもよい。読み出し光学ユニットは、非古典的計算を得るために、１以上の重ね合わせ状態の１以上の測定を実行するように構成された、読み出し光学ユニットであってもよい。読み出し光学ユニットは、１以上の光学検出器を含んでもよい。検出器は、１以上の光電子増倍管（ｐｈｏｔｏｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ ｔｕｂｅ）（ＰＭＴ）、フォトダイオード、アバランシェダイオード、単一光子アバランシェダイオード、単一光子アバランシェダイオードアレイ、フォトトランジスタ、逆バイアス発光ダイオード（ＬＥＤ）、電荷結合素子（ＣＣＤ）、または相補性金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）のカメラを含んでもよい。光学検出器は、１以上の蛍光検出器を含んでもよい。読み出し光学ユニットは、少なくとも約０．１、０．１５、０．２、０．２５、０．３、０．３５、０．４、０．４５、０．５、０．５５、０．６、０．６５、０．７、０．７５、０．８、０．８５、０．９、０．９５、１、またはそれ以上の開口数（ＮＡ）を有する１以上の対物レンズなどの、１以上の対物レンズを含んでもよい。対物レンズは、最大で約０．９５、０．９、０．８５、０．８、０．７５、０．７、０．６５、０．６、０．５５、０．５、０．４５、０．４、０．３５、０．３、０．２５、０．２、０．１５、０．１、またはそれ以下のＮＡを有していてもよい。対物レンズは、前述の値のうちの任意の２つによって定義された範囲内にあるＮＡを有していてもよい。

【0059】

１以上の読み出し光学ユニット（２３０）は、結像遷移と共鳴する光を適用することによって、測定、例えば射影測定、を行なってもよい。結像遷移は、蛍光を生じさせてもよい。結像遷移は、ストロンチウム－８７の^１Ｓ_０状態とストロンチウム－８７の^１Ｐ_１状態との間に、遷移を含んでもよい。ストロンチウム－８７の^１Ｐ_１状態は、蛍光であってもよい。量子ビット遷移のより低い状態は、^１Ｓ_０マニホールドに２つの核スピン状態を含んでもよい。１以上の状態は、結像遷移と共鳴してもよい。測定は、２つの励起を含んでもよい。第１の励起では、２つのより低い状態は、シェルビング状態（例えば、ストロンチウム－８７の^３Ｐ_０状態）に励起されてもよい。第２の励起では、結像遷移が励起されてもよい。第１の遷移は、計算中に隣接する原子間のクロストークを低減させてもよい。結像遷移から生成された蛍光は、１以上の読み出し光学ユニット（２３０）に集められてもよい。

【0060】

結像ユニットは、１以上の原子がトラップから失われたか否かを判定するのに使用されてもよい。結像ユニットは、トラップ内の原子の配置を観察するのに使用されてもよい。

【0061】

システム（２００）は、１以上の真空ユニット（２４０）を含んでもよい。１以上の真空ユニットは、１以上の真空ポンプを含んでもよい。真空ユニットは、１以上の回転ポンプ、回転羽根ポンプ、回転ピストンポンプ、ダイアフラムポンプ、ピストンポンプ、往復ピストンポンプ、スクロール型ポンプ、またはスクリューポンプなどの、１以上の粗引き真空ポンプを含んでもよい。１以上の粗引き真空ポンプは、１以上の湿式（例えばオイルシーリングされた）または乾式の粗引き真空ポンプを含んでもよい。真空ユニットは、１以上のクライオソープションポンプ（ｃｒｙｏｓｏｒｐｔｉｏｎ ｐｕｍｐ）、拡散ポンプ、ターボ分子ポンプ（ｔｕｒｂｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｐｕｍｐ）、分子ドラッグポンプ（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｄｒａｇ ｐｕｍｐ）、ターボドラッグハイブリッドポンプ（ｔｕｒｂｏ－ｄｒａｇ ｈｙｂｒｉｄ ｐｕｍｐ）、低温ポンプ、イオンポンプ、またはゲッタポンプ（ｇｅｔｔｅｒ ｐｕｍｐ）などの、１以上の高真空ポンプを含んでもよい。

【0062】

真空ユニットは、本明細書に記載される真空ポンプの任意の組み合わせを含んでもよい。例えば、真空ユニットは、粗引き真空ポンピングの第１段を提供するように構成された、１以上の（スクロール型ポンプなどの）粗引きポンプを含んでもよい。粗引き真空ポンプは、低真空圧力条件を達成するために、システム（２００）からガスを排出するように構成されてもよい。例えば、粗引きポンプは、最大で１０^３パスカル（Ｐａ）の低真空圧力を達成するために、システム（２００）からガスを排出するように構成されてもよい。真空ユニットは、高真空ポンピングまたは超高真空ポンピングの第２段を提供するように構成された、（１以上のイオンポンプ、ゲッタポンプ、またはその両方などの）１以上の高真空ポンプを、さらに含んでもよい。高真空ポンプは、一旦システム（２００）が１以上の粗引きポンプによって提供される低真空圧力条件に到達すると、最大で約１０^－３Ｐａの高真空圧力を、または最大で約１０^－６Ｐａの超高真空圧力を達成するために、システム（２００）からガスを排出するように構成されてもよい。

【0063】

真空ユニットは、最大で約１０^－６Ｐａ、９ｘ１０^－７Ｐａ、８ｘ１０^－７Ｐａ、７ｘ１０^－７Ｐａ、６ｘ１０^－７Ｐａ、５ｘ１０^－７Ｐａ、４ｘ１０^－７Ｐａ、３ｘ１０^－７Ｐａ、２ｘ１０^－７Ｐａ、１０^－７Ｐａ、９ｘ１０^－８Ｐａ、８１０^－８Ｐａ、７ｘ１０^－８Ｐａ、６ｘ１０^－８Ｐａ、５ｘ１０^－８Ｐａ、４ｘ１０^－８Ｐａ、３ｘ１０^－８Ｐａ、２ｘ１０^－８Ｐａ、１０^－８Ｐａ、９ｘ１０^－９Ｐａ、８ｘ１０^－９Ｐａ、７ｘ１０^－９Ｐａ、６ｘ１０^－９Ｐａ、５ｘ１０^－９Ｐａ、４ｘ１０^－９Ｐａ、３ｘ１０^－９Ｐａ、２ｘ１０^－９Ｐａ、１０^－９Ｐａ、９ｘ１０^－１０Ｐａ、８ｘ１０^－１０Ｐａ、７ｘ１０^－１０Ｐａ、６ｘ１０^－１０Ｐａ、５ｘ１０^－１０Ｐａ、４ｘ１０^－１０Ｐａ、３ｘ１０^－１０Ｐａ、２ｘ１０^－１０Ｐａ、１０^－１０Ｐａ、９ｘ１０^－１１Ｐａ、８ｘ１０^－１１Ｐａ、７ｘ１０^－１１Ｐａ、６ｘ１０^－１１Ｐａ、５ｘ１０^－１１Ｐａ、４ｘ１０^－１１Ｐａ、３ｘ１０^－１１Ｐａ、２ｘ１０^－１１Ｐａ、１０^－１１Ｐａ、９ｘ１０^－１２Ｐａ、８ｘ１０^－１２Ｐａ、７ｘ１０^－１２Ｐａ、６ｘ１０^－１２Ｐａ、５ｘ１０^－１２Ｐａ、４ｘ１０^－１２Ｐａ、３ｘ１０^－１２Ｐａ、２ｘ１０^－１２Ｐａ、１０^－１２Ｐａ、またはそれ以下の圧力に、システム（２００）を維持するように構成されてもよい。真空ユニットは、少なくとも約１０^－１２Ｐａ、２ｘ１０^－１２Ｐａ、３ｘ１０^－１２Ｐａ、４ｘ１０^－１２Ｐａ、５ｘ１０^－１２Ｐａ、６ｘ１０^－１２Ｐａ、７ｘ１０^－１２Ｐａ、８ｘ１０^－１２Ｐａ、９ｘ１０^－１２Ｐａ、１０^－１１Ｐａ、２ｘ１０^－１１Ｐａ、３ｘ１０^－１１Ｐａ、４ｘ１０^－１１Ｐａ、５ｘ１０^－１１Ｐａ、６ｘ１０^－１１Ｐａ、７ｘ１０^－１１Ｐａ、８ｘ１０^－１１Ｐａ、９ｘ１０^－１１Ｐａ、１０^－１０Ｐａ、２ｘ１０^－１０Ｐａ、３ｘ１０^－１０Ｐａ、４ｘ１０^－１０Ｐａ、５ｘ１０^－１０Ｐａ、６ｘ１０^－１０Ｐａ、７ｘ１０^－１０Ｐａ、８ｘ１０^－１０Ｐａ、９ｘ１０^－１０Ｐａ、１０^－９Ｐａ、２ｘ１０^－９Ｐａ、３ｘ１０^－９Ｐａ、４ｘ１０^－９Ｐａ、５ｘ１０^－９Ｐａ、６ｘ１０^－９Ｐａ、７ｘ１０^－９Ｐａ、８ｘ１０^－９Ｐａ、９ｘ１０^－９Ｐａ、１０^－８Ｐａ、２ｘ１０^－８Ｐａ、３ｘ１０^－８Ｐａ、４ｘ１０^－８Ｐａ、５ｘ１０^－８Ｐａ、６ｘ１０^－８ｘＰａ、７ｘ１０^－８Ｐａ、８ｘ１０^－８Ｐａ、９ｘ１０^－８Ｐａ、１０^－７Ｐａ、２ｘ１０^－７Ｐａ、３ｘ１０^－７Ｐａ、４ｘ１０^－７Ｐａ、５ｘ１０^－７Ｐａ、６ｘ１０^－７Ｐａ、７ｘ１０^－７Ｐａ、８ｘ１０^－７Ｐａ、９ｘ１０^－７Ｐａ、１０^－６Ｐａ、またはそれ以上の圧力に、システム（２００）を維持するように構成されてもよい。真空装置は、前述の値のうちの任意の２つによって定義された範囲内の圧力に、システム（２００）を維持するように構成されてもよい。

【0064】

システム（２００）は、１以上の状態調製ユニット（２５０）を含んでもよい。状態調製ユニットは、図５を参照して本明細書に記載される状態調製ユニットなどの、本明細書に記載される任意の状態調製ユニットを含んでもよい。状態調製ユニットは、複数の原子の状態を調製するように構成されてもよい。

【0065】

システム（２００）は、１以上の原子リザーバー（２６０）を含んでもよい。原子リザーバーは、光学トラップサイトからの原子が失われた時に、１以上の光学トラップサイトで１以上の原子を置換するために、１以上の置換原子を供給するように構成されてもよい。

【0066】

システム（２００）は、１以上の原子運動ユニット（２７０）を含んでもよい。原子運動ユニットは、１以上の光学トラップサイトに１以上の置換原子を移動させるように構成されてもよい。例えば、１以上の原子運動ユニットは、１以上の電気的に調整可能なレンズ、音響光学デフレクタ（ＡＯＤ）、または空間光変調器（ＳＬＭ）を含んでもよい。

【0067】

システム（２００）は、１以上のもつれユニット（２８０）を含んでもよい。もつれユニットは、複数の原子の少なくとも第１の原子を、複数の原子の少なくとも第２の原子と量子学的にもつれさせるように構成されてもよい。第１の原子と第２の原子は、量子学的もつれ時に、重ね合わせ状態であるかもしれない。代替的に、または組み合わせによって、第１の原子と第２の原子は、量子学的もつれ時に、重ね合わせ状態でないかもしれない。第１の原子と第２の原子は、１以上の磁気双極子相互作用、誘起磁気双極子相互作用、電気双極子相互作用、または誘起電気双極子相互作用を通じて量子学的にもつれているかもしれない。もつれユニットは、本明細書に記載される原子の任意の数を、量子学的にもつれさせるように構成されてもよい。

【0068】

もつれユニットは、１以上のリュードベリ励起ユニットを含んでもよい。リュードベリ励起ユニットは、少なくとも第１の原子を、リュードベリ状態へ、またはリュードベリ状態とより低エネルギーの原子状態との重ね合わせへと、電子的に励起するように構成されてもよく、これによって、１以上のリュードベリ原子またはリュードベリドレス原子を形成する。リュードベリ励起ユニットは、リュードベリ原子またはリュードベリドレス原子と、少なくとも第２の原子の間に、１以上の量子学的もつれを誘起するように構成されてもよい。第２の原子は、リュードベリ原子またはリュードベリドレス原子から、少なくとも約２００ナノメートル（ｎｍ）、３００ｎｍ、４００ｎｍ、５００ｎｍ、６００ｎｍ、７００ｎｍ、８００ｎｍ、９００ｎｍ、１マイクロメートル（μｍ）、２μｍ、３μｍ、４μｍ、５μｍ、６μｍ、７μｍ、８μｍ、９μｍ、１０μｍ、またはそれ以上の距離に位置してもよい。第２の原子は、リュードベリ原子またはリュードベリドレス原子から、最大で約１０μｍ、９μｍ、８μｍ、７μｍ、６μｍ、５μｍ、４μｍ、３μｍ、２μｍ、１μｍ、９００ｎｍ、８００ｎｍ、７００ｎｍ、６００ｎｍ、５００ｎｍ、４００ｎｍ、３００ｎｍ、２００ｎｍ、またはそれ以下の距離に位置してもよい。第２の原子は、前述の値のうちの任意の２つによって定義された範囲内にある、リュードベリ原子またはリュードベリドレス原子からの距離に位置してもよい。リュードベリ励起ユニットは、リュードベリ原子またはリュードベリドレス原子がより低エネルギーの原子状態に弛緩することを可能にするように、構成されてもよく、これによって、１以上の２－量子ビットユニットを形成する。リュードベリ励起ユニットは、リュードベリ原子またはリュードベリドレス原子により低エネルギーの原子状態に弛緩することを誘起するように、構成されてもよい。リュードベリ励起ユニットは、リュードベリ原子またはリュードベリドレス原子をより低エネルギーの原子状態に駆動するように、構成されてもよい。例えば、リュードベリ励起ユニットは、リュードベリ原子あるいはリュードベリドレス原子をより低エネルギーの原子状態に駆動するために、（ＲＦ放射または光学的放射などの）電磁放射を適用するように構成されてもよい。リュードベリ励起ユニットは、複数の原子の任意の数の原子の間に、任意の数の量子学的もつれを誘起するように構成されてもよい。

【0069】

リュードベリ励起ユニットは、１以上の紫外線（ＵＶ）波長を有する光を放射するように構成された、（本明細書に記載される任意の光源などの）１以上の光源を含んでもよい。ＵＶ波長は、リュードベリ原子またはリュードベリドレス原子を形成する波長に対応するように、選択されてもよい。例えば、光は、少なくとも約２００ｎｍ、２１０ｎｍ、２２０ｎｍ、２３０ｎｍ、２４０ｎｍ、２５０ｎｍ、２６０ｎｍ、２７０ｎｍ、２８０ｎｍ、２９０ｎｍ、３００ｎｍ、３１０ｎｍ、３２０ｎｍ、３３０ｎｍ、３４０ｎｍ、３５０ｎｍ、３６０ｎｍ、３７０ｎｍ、３８０ｎｍ、３９０ｎｍ、４００ｎｍ、またはそれ以上の１以上の波長を含んでもよい。光は、最大で約４００ｎｍ、３９０ｎｍ、３８０ｎｍ、３７０ｎｍ、３６０ｎｍ、３５０ｎｍ、３４０ｎｍ、３３０ｎｍ、３２０ｎｍ、３１０ｎｍ、３００ｎｍ、２９０ｎｍ、２８０ｎｍ、２７０ｎｍ、２６０ｎｍ、２５０ｎｍ、２４０ｎｍ、２３０ｎｍ、２２０ｎｍ、２１０ｎｍ、２００ｎｍ、またはそれ以下の１以上の波長を含んでもよい。光は、前述の値のうちの任意の２つによって定義された範囲内にある１以上の波長を含んでもよい。例えば、光は、３００ｎｍから４００ｎｍまでの範囲内にある、１以上の波長を含んでもよい。

【0070】

リュードベリ励起ユニットは、量子もつれを生成するために、ニ光子遷移を誘起するように構成されてもよい。リュードベリ励起ユニットは、２つの原子間に量子もつれを生成するために、ニ光子遷移を誘起するように構成されてもよい。リュードベリ励起ユニットは、２つの原子間に量子もつれを選択的に生成するために、ニ光子遷移を選択的に誘起するように構成されてもよい。例えば、リュードベリ励起ユニットは、二光子遷移を選択的に誘起して、２つの原子間に量子もつれを選択的に生成するために、（光学エネルギーなどの）電磁エネルギーを、特定の光学トラップサイトへ配向するように構成されてもよい。２つの原子は、近傍の光学トラップサイトにトラップされてもよい。例えば、２つの原子は、隣接した光学トラップサイトにトラップされてもよい。二光子遷移は、第１の光源と第２の光源からの第１の光と第２の光をそれぞれ使用して、誘起されてもよい。第１の光源と第２の光源は、それぞれ、（本明細書に記載される任意のレーザーなどの）本明細書に記載される任意の光源を含んでもよい。第１の光源は、本明細書に記載される単一量子ビット操作を実行するために使用される光源と同じであってもよく、または類似していてもよい。代替的に、異なる光源は、単一量子ビット操作を実行し、かつ二光子遷移を誘起して量子もつれを生成するために使用されてもよい。第１の光源は、光学スペクトルの可視領域（例えば、４００ｎｍから８００ｎｍ、または６５０ｎｍから７００ｎｍの範囲内）の１以上の波長を含む光を放射してもよい。第２の光源は、光学スペクトルの紫外線領域（例えば、２００ｎｍから４００ｎｍ、または３００ｎｍから３５０ｎｍの範囲内）の１以上の波長を含む光を放射してもよい。第１の光源と第２の光源は、実質的に等しくかつ反対の空間依存振動数シフトを有する光を放出してもよい。

【0071】

リュードベリ原子またはリュードベリドレス原子は、（近傍の光学トラップサイトにトラップされた近傍の原子などの）近傍の原子と十分に強い原子間相互作用を有し得るリュードベリ状態を含んで、２－量子ビット操作の実施を可能にしてもよい。リュードベリ状態は、少なくとも約５０、６０、７０、８０、９０、１００、またはそれ以上の主量子数を含んでもよい。リュードベリ状態は、最大で約１００、９０、８０、７０、６０、５０、またはそれ以下の主量子数を含んでもよい。リュードベリ状態は、前述の値のうちの任意の２つによって定義された範囲内にある主量子数を含んでもよい。リュードベリ状態は、ファンデルワールス相互作用を通じて、近傍の原子と相互作用してもよい。ファンデルワールス相互作用は、原子の原子エネルギー準位をシフトさせてもよい。

【0072】

リュードベリ準位への原子の状態選択励起は、２－量子ビット操作の実施を可能にしてもよい。二光子遷移は、（^１Ｓ_０の基底状態などの）基底状態から（ｎが本明細書に記載される主量子数である、ｎ^３Ｓ_１状態などの）リュードベリ状態へと、原子を励起させるのに使用されてもよい。状態選択性は、レーザー偏光とスペクトル選択性との組み合わせによって遂行されてもよい。二光子遷移は、本明細書に記載されるような、第１のレーザー源と第２のレーザー源を使用して実施されてもよい。第１のレーザー源はパイ偏光（ｐｉ－ｐｏｌａｒｉｚｅｄ）された光を放射してもよく、パイ偏光された光は、磁場に沿った原子の角運動量の射出を変更しないかもしれない。第２のレーザーは円偏光された光を放射してもよく、円偏光された光は、磁場に沿った原子の角運動量の射出を１単位変更するかもしれない。第１の量子ビット準位と第２の量子ビット準位は、この偏光を使用してリュードベリ準位に励起されてもよい。しかし、リュードベリ準位は、（例えば約数１００のＭＨｚなどの）大きな分裂が容易に得られ得るように、基底状態よりも磁場に対して感度が高くてもよい。このスペクトル選択性は、リュードベリ準位への状態選択励起を可能にしてもよい。

【0073】

２－量子ビット操作は、本明細書に記載されるファンデルワールス相互作用によって、準位のエネルギーシフトに依存してもよい。そのようなシフトは、他方の状態によって条件付けられる一方の原子の励起を防止してもよく、または、２原子システムの励起のコヒーレント動力を変更して、２－量子ビット操作を成立させてもよい。場合によっては、「ドレス状態」が、リュードベリ準位への完全励起を必要とすることなく、２－量子ビット操作を成立させるための継続的駆動下で生成されてもよい（例えば、あらゆる目的のためにその全体が参照によって本明細書に組み込まれている、「＜ｈｔｔｐｓ：／／ａｒｘｉｖ．ｏｒｇ／ａｂｓ／１６０５．０５２０７＞」に記載されている）。

【0074】

クラウドコンピューティング
システム（２００）は、（図１に関して本明細書に記載されるネットワークなどの）本明細書に記載されるネットワーク上の、（図１に関して本明細書に記載されるデジタルコンピュータなどの）本明細書に記載されるデジタルコンピュータに、操作可能に連結されてもよい。ネットワークは、クラウドコンピューティングネットワークを含んでもよい。

【0075】

光学トラップユニット
図３Ａは、光学トラップユニット（２１０）の例を示す。光学トラップユニットは、本明細書に記載されるような、複数の空間的に個別の光学トラップサイト（２１１）を生成するように構成されてもよい。例えば、図３Ｂに示されるように、光学トラップユニットは、図３Ａに描写されるような、第１の光学トラップサイト（２１１ａ）、第２の光学トラップサイト（２１１ｂ）、第３の光学トラップサイト（２１１ｃ）、第４の光学トラップサイト（２１１ｄ）、第５の光学トラップサイト（２１１ｅ）、第６番目の光学トラップサイト（２１１ｆ）、第７の光学トラップサイト（２１１ｇ）、第８の光学トラップサイト（２１１ｈ）、および第９の光学トラップサイト（２１１ｉ）を生成するように構成されてもよい。複数の空間的に個別の光学トラップサイトは、図３Ａに描写されるような、第１の原子（２１２ａ）、第２の原子（２１２ｂ）、第３の原子（２１２ｃ）、および第４番目の原子（２１２ｄ）などの、複数の原子をトラップするように構成されてもよい。図３Ｂに描写されるように、各光学トラップサイトは、単一原子をトラップするように構成されてもよい。図３Ｂに描写されるように、光学トラップサイトのいくつかは、空（つまり原子をトラップしていない状態）であってもよい。

【0076】

図３Ｂに示されるように、複数の光学トラップサイトは、二次元（２Ｄ）配列を含んでもよい。２Ｄ配列は、図３Ａに描写される光学トラップユニットの光学コンポーネントの光軸に対して垂直であってもよい。代替的に、複数の光学トラップサイトは、一次元の（１Ｄ）配列、または三次元（３Ｄ）配列を含んでもよい。

【0077】

図３Ｂでは、４つの原子によって満たされた９つの光学トラップサイトを含むように描写されているが、光学トラップユニット（２１０）は、本明細書に記載される任意の数の空間的に個別の光学トラップサイトを生成するように構成されてもよく、および、本明細書に記載される任意の数の原子をトラップするように構成されてもよい。

【0078】

複数の光学トラップサイトの各光学トラップサイトは、少なくとも約２００ｎｍ、３００ｎｍ、４００ｎｍ、５００ｎｍ、６００ｎｍ、７００ｎｍ、８００ｎｍ、９００ｎｍ、１μｍ、２μｍ、３μｍ、４μｍ、５μｍ、６μｍ、７μｍ、８μｍ、９μｍ、１０μｍ、またはそれ以上の距離、各々のその他の光学トラップサイトから空間的に離されていてもよい。各光学トラップサイトは、最大で約１０μｍ、９μｍ、８μｍ、７μｍ、６μｍ、５μｍ、４μｍ、３μｍ、２μｍ、１μｍ、９００ｎｍ、８００ｎｍ、７００ｎｍ、６００ｎｍ、５００ｎｍ、４００ｎｍ、３００ｎｍ、２００ｎｍ、またはそれ以下の距離、各々のその他の光学トラップサイトから空間的に離されていてもよい。各光学トラップサイトは、前述の値のうちの任意の２つによって定義された範囲内にある距離、各々のその他の光学トラップサイトから空間的に離されていてもよい。

【0079】

光学トラップサイトは、１以上の光ピンセットを含んでもよい。光ピンセットは、１以上の原子を保持または移動するための、引力または反発力を提供するために、１以上の集束レーザービームを含んでもよい。集束されたレーザービームのビームウエスト（ｂｅａｍ ｗａｉｓｔ）は、強い電場勾配を含んでもよい。原子は、レーザービームの中心への電場勾配に沿って引きつけられてもよく、または避けられてもよく、レーザービームの中心は最も強い電場を含んでいるかもしれあない。光学トラップサイトは、１以上の光格子の１以上の光格子サイトを含んでもよい。光学トラップサイトは、１以上の一次元（１Ｄ）光格子、二次元（２Ｄ）光格子、または三次元（３Ｄ）光格子の、１以上の光格子サイトを含んでもよい。例えば、光学トラップサイトは、図３Ｂに描写されるように、２Ｄ光格子の１以上の光格子サイトを含んでもよい。

【0080】

光格子は、特定の方向に沿った周期的で連続的な強度の最小と最大を有する定常波パターンを生成するために、（対向伝搬レーザー光などの）干渉する対向伝搬光によって生成されてもよい。１Ｄ光格子は、干渉する１対の対向伝搬光ビームによって生成されてもよい。２Ｄ光格子は、干渉する２対の対向伝搬光ビームによって生成されてもよい。３Ｄ光格子は、干渉する３対の対向伝搬光ビームによって生成されてもよい。光ビームは、異なる光源によって、または同じ光源によって生成されてもよい。したがって、光格子は、少なくとも約１、２、３、４、５、６、またはそれ以上、あるいは、最大で６、５、４、３、２、または１の光源によって生成されてもよい。

【0081】

図３Ａの記載に戻り、光学トラップユニットは、本明細書に記載されるような複数の光学トラップサイトを生成するための光を放射するように構成された、１以上の光源を含んでもよい。例えば、図３Ａに描写されるように、光学トラップユニットは、単一の光源（２１３）を含んでもよい。図３Ａでは単一の光源を含むように描写されているが、光学トラップユニットは、少なくとも約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、またはそれ以上の光源、あるいは最大で約１０、９、８、７、６、５、４、３、２、または１の光源などの、任意の数の光源を含んでもよい。光源は１以上のレーザーを含んでもよい。

【0082】

レーザーは、１以上の連続波レーザーを含んでもよい。レーザーは、１以上のパルスレーザーを含んでもよい。レーザーは、１以上のヘリウムネオン（ＨｅＮｅ）レーザー、アルゴン（Ａｒ）レーザー、クリプトン（Ｋｒ）レーザー、キセノン（Ｘｅ）イオンレーザー、窒素（Ｎ２）レーザー、二酸化炭素（ＣＯ２）レーザー、一酸化炭素（ＣＯ）レーザー、横方向励起大気圧（ＴＥＡ）レーザー、またはエキシマレーザーなどの、１以上ガスレーザーを含んでもよい。例えば、レーザーは、１以上のアルゴン二量体（Ａｒ２）エキシマレーザー、クリプトン二量体（Ｋｒ２）エキシマレーザー、フッ素二量体（Ｆ２）エキシマレーザー、キセノン二量体（Ｘｅ２）エキシマレーザー、アルゴンフッ化物（ＡｒＦ）エキシマレーザー、塩化クリプトン（ＫｒＣｌ）エキシマレーザー、フッ化クリプトン（ＫｒＦ）エキシマレーザー、臭化キセノン（ＸｅＢｒ）エキシマレーザー、塩化キセノン（ＸｅＣｌ）エキシマレーザー、またはフッ化キセノン（ＸｅＦ）エキシマレーザーを含んでもよい。レーザーは、１以上の色素レーザーを含んでもよい。

【0083】

レーザーは、１以上のヘリウムカドミウム（ＨｅＣｄ）金属蒸気レーザー、ヘリウム水銀（ＨｅＨｇ）金属蒸気レーザー、ヘリウムセレン（ＨｅＳｅ）金属蒸気レーザー、ヘリウム銀（ＨｅＡｇ）金属蒸気レーザー、ストロンチウム（Ｓｒ）金属蒸気レーザー、ネオン銅（ＮｅＣｕ）金属蒸気レーザー、銅（Ｃｕ）金属蒸気レーザー、金（Ａｕ）金属蒸気レーザー、マンガン（Ｍｎ）金属蒸気レーザー、または塩化マンガン（ＭｎＣｌ２）金属蒸気レーザーなどの、１以上の金属蒸気レーザーを含んでもよい。

【0084】

レーザーは、１以上のルビーレーザー、金属ドープの結晶レーザー、または金属ドープの繊維レーザーなどの、１以上の固体レーザーを含んでもよい。例えば、レーザーは、１以上のネオジムドープ・イットリウムアルミニウムガーネット（Ｎｄ：ＹＡＧ）レーザー、ネオジム／クロミウムドープ・イットリウム・アルミニウム・ガーネット（Ｎｄ／Ｃｒ：ＹＡＧ）レーザー、エルビウムドープ・イットリウム・アルミニウム・ガーネット（Ｅｒ：ＹＡＧ）レーザー、ネオジムドープ・イットリウム・フッ化リチウム（Ｎｄ：ＹＬＦ）レーザー、ネオジムドープ・イットリウム・オルトバナデート（ｏｒｔｈｏｖａｎａｄａｔｅ）（ＮＤ：ＹＶＯ４）レーザー、ネオジムドープ・イットリウム・カルシウム・オキソボレート（ｏｘｏｂｏｒａｔｅ）（Ｎｄ：ＹＣＯＢ）レーザー、ネオジム・ガラス（Ｎｄ：ガラス）レーザー、チタン・サファイア（Ｔｉ：サファイア）レーザー、ツリウムドープ・イットリウム（ｙｔｒｉｕｍ）・アルミニウム・ガーネット（Ｔｍ：ＹＡＧ）レーザー、イッテルビウムドープ・イットリウム（ｙｔｒｒｉｕｍ）・アルミニウム・ガーネット（Ｙｂ：ＹＡＧ）レーザー、イッテルビウムドープ・ガラス（Ｙｔ：ガラス）レーザー、ホルミウム・イットリウム（ｙｔｒｒｉｕｍ）・アルミニウム・ガーネット（Ｈｏ：ＹＡＧ）レーザー、クロミウムドープ・セレン化亜鉛（Ｃｒ：ＺｎＳｅ）レーザー、セリウムドープ・リチウム・ストロンチウム・フッ化アルミニウム（Ｃｅ：ＬｉＳＡＦ）レーザー、セリウムドープ・リチウム・カルシウム・フッ化アルミニウム（Ｃｅ：ＬｉＣＡＦ）レーザー、エルビウムドープ・ガラス（Ｅｒ：ガラス）レーザー、エルビウム・イッテルビウム共添加ガラス（Ｅｒ／Ｙｔ：ガラス）レーザー、ウランドープ・フッ化カルシウム（Ｕ：ＣａＦ２）レーザー、またはサマリウムドープ・フッ化カルシウム（Ｓｍ：ＣａＦ２）レーザーを含んでもよい。

【0085】

レーザーは、１以上の半導体レーザーまたはダイオードレーザーを含んでもよく、例えば、１以上の窒化ガリウム（ＧａＮ）レーザー、インジウム・窒化ガリウム（ＩｎＧａＮ）レーザー、アルミニウム・ガリウム・リン化インジウム（ＡｌＧａＩｎＰ）レーザー、ヒ化アルミニウム・ガリウム（ＡｌＧａＡｓ）レーザー、インジウム・ガリウム・ヒ素リン化物（ＩｎＧａＡｓＰ）レーザー、垂直共振器型面発光レーザー（ｖｅｒｔｉｃａｌ ｃａｖｉｔｙ ｓｕｒｆａｃｅ ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｌａｓｅｒ）（ＶＣＳＥＬｓ）、または量子カスケードレーザー、が挙げられる。

【0086】

レーザーは、連続波レーザー光を放射してもよい。レーザーは、パルスレーザー光を放射してもよい。レーザーは、少なくとも約１フェムト秒（ｆｓ）、２ｆｓ、３ｆｓ、４ｆｓ、５ｆｓ、６ｆｓ、７ｆｓ、８ｆｓ、９ｆｓ、１０ｆｓ、２０ｆｓ、３０ｆｓ、４０ｆｓ、５０ｆｓ、６０ｆｓ、７０ｆｓ、８０ｆｓ、９０ｆｓ、１００ｆｓ、２００ｆｓ、３００ｆｓ、４００ｆｓ、５００ｆｓ、６００ｆｓ、７００ｆｓ、８００ｆｓ、９００ｆｓ、１ピコ秒（ｐｓ）、２ｐｓ、３ｐｓ、４ｐｓ、５ｐｓ、６ｐｓ、７ｐｓ、８ｐｓ、９ｐｓ、１０ｐｓ、２０ｐｓ、３０ｐｓ、４０ｐｓ、５０ｐｓ、６０ｐｓ、７０ｐｓ、８０ｐｓ、９０ｐｓ、１００ｐｓ、２００ｐｓ、３００ｐｓ、４００ｐｓ、５００ｐｓ、６００ｐｓ、７００ｐｓ、８００ｐｓ、９００ｐｓ、１ナノ秒（ｎｓ）、２ｎｓ、３ｎｓ、４ｎｓ、５ｎｓ、６ｎｓ、７ｎｓ、８ｎｓ、９ｎｓ、１０ｎｓ、２０ｎｓ、３０ｎｓ、４０ｎｓ、５０ｎｓ、６０ｎｓ、７０ｎｓ、８０ｎｓ、９０ｎｓ、１００ｎｓ、２００ｎｓ、３００ｎｓ、４００ｎｓ、５００ｎｓ、６００ｎｓ、７００ｎｓ、８００ｎｓ、９００ｎｓ、１，０００ｎｓ、またはそれ以上のパルス長を有していてもよい。レーザーは、最大で約１，０００ｎｓ、９００ｎｓ、８００ｎｓ、７００ｎｓ、６００ｎｓ、５００ｎｓ、４００ｎｓ、３００ｎｓ、２００ｎｓ、１００ｎｓ、９０ｎｓ、８０ｎｓ、７０ｎｓ、６０ｎｓ、５０ｎｓ、４０ｎｓ、３０ｎｓ、２０ｎｓ、１０ｎｓ、９ｎｓ ８ｎｓ、７ｎｓ、６ｎｓ ５ｎｓ、４ｎｓ、３ｎｓ、２ｎｓ、１ｎｓ、９００ｐｓ、８００ｐｓ、７００ｐｓ、６００ｐｓ、５００ｐｓ、４００ｐｓ、３００ｐｓ、２００ｐｓ、１００ｐｓ、９０ｐｓ、８０ｐｓ、７０ｐｓ、６０ｐｓ、５０ｐｓ、４０ｐｓ、３０ｐｓ、２０ｐｓ、１０ｐｓ、９ｐｓ、８ｐｓ、７ｐｓ、６ｐｓ、５ｐｓ、４ｐｓ、３ｐｓ、２ｐｓ、１ｐｓ、９００ｆｓ、８００ｆｓ、７００ｆｓ、６００ｆｓ、５００ｆｓ、４００ｆｓ、３００ｆｓ、２００ｆｓ、１００ｆｓ、９０ｆｓ、８０ｆｓ、７０ｆｓ、６０ｆｓ、５０ｆｓ、４０ｆｓ、３０ｆｓ、２０ｆｓ、１０ｆｓ、９ｆｓ、８ｆｓ、７ｆｓ、６ｆｓ、５ｆｓ、４ｆｓ、３ｆｓ、２ｆｓ、１ｆｓ、またはそれ以下のパルス長を有していてもよい。レーザーは、前述の値のうちの任意の２つによって定義された範囲内にあるパルス長を有していてもよい。

【0087】

レーザーは、少なくとも約１ヘルツ（Ｈｚ）、２Ｈｚ、３Ｈｚ、４Ｈｚ、５Ｈｚ、６Ｈｚ、７Ｈｚ、８Ｈｚ、９Ｈｚ、１０Ｈｚ、２０Ｈｚ、３０Ｈｚ、４０Ｈｚ、５０Ｈｚ、６０Ｈｚ、７０Ｈｚ、８０Ｈｚ、９０Ｈｚ、１００Ｈｚ、２００Ｈｚ、３００Ｈｚ、４００Ｈｚ、５００Ｈｚ、６００Ｈｚ、７００Ｈｚ、８００Ｈｚ、９００Ｈｚ、１キロヘルツ（ｋＨｚ）、２ｋＨｚ、３ｋＨｚ、４ｋＨｚ、５ｋＨｚ、６ｋＨｚ、７ｋＨｚ、８ｋＨｚ、９ｋＨｚ、１０ｋＨｚ、２０ｋＨｚ、３０ｋＨｚ、４０ｋＨｚ、５０ｋＨｚ、６０ｋＨｚ、７０ｋＨｚ、８０ｋＨｚ、９０ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、２００ｋＨｚ、３００ｋＨｚ、４００ｋＨｚ、５００ｋＨｚ、６００ｋＨｚ、７００ｋＨｚ、８００ｋＨｚ、９００ｋＨｚ、１メガヘルツ（ＭＨｚ）、２ＭＨｚ、３ＭＨｚ、４ＭＨｚ、５ＭＨｚ、６ＭＨｚ、７ＭＨｚ、８ＭＨｚ、９ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、２０ＭＨｚ、３０ＭＨｚ、４０ＭＨｚ、５０ＭＨｚ、６０ＭＨｚ、７０ＭＨｚ、８０ＭＨｚ、９０ＭＨｚ、１００ＭＨｚ、２００ＭＨｚ、３００ＭＨｚ、４００ＭＨｚ、５００ＭＨｚ、６００ＭＨｚ、７００ＭＨｚ、８００ＭＨｚ、９００ＭＨｚ、１，０００ＭＨｚ、またはそれ以上の繰り返し率を有していてもよい。レーザーは、最大で約１，０００ＭＨｚ、９００ＭＨｚ、８００ＭＨｚ、７００ＭＨｚ、６００ＭＨｚ、５００ＭＨｚ、４００ＭＨｚ、３００ＭＨｚ、２００ＭＨｚ、１００ＭＨｚ、９０ＭＨｚ、８０ＭＨｚ、７０ＭＨｚ、６０ＭＨｚ、５０ＭＨｚ、４０ＭＨｚ、３０ＭＨｚ、２０ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、９ＭＨｚ、８ＭＨｚ、７ＭＨｚ、６ＭＨｚ、５ＭＨｚ、４ＭＨｚ、３ＭＨｚ、２ＭＨｚ、１ＭＨｚ、９００ｋＨｚ、８００ｋＨｚ、７００ｋＨｚ、６００ｋＨｚ、５００ｋＨｚ、４００ｋＨｚ、３００ｋＨｚ、２００ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、９０ｋＨｚ、８０ｋＨｚ、７０ｋＨｚ、６０ｋＨｚ、５０ｋＨｚ、４０ｋＨｚ、３０ｋＨｚ、２０ｋＨｚ、１０ｋＨｚ、９ｋＨｚ、８ｋＨｚ、７ｋＨｚ、６ｋＨｚ、５ｋＨｚ、４ｋＨｚ、３ｋＨｚ、２ｋＨｚ、１ｋＨｚ、９００Ｈｚ、８００Ｈｚ、７００Ｈｚ、６００Ｈｚ、５００Ｈｚ、４００Ｈｚ、３００Ｈｚ、２００Ｈｚ、１００Ｈｚ、９０Ｈｚ、８０Ｈｚ、７０Ｈｚ、６０Ｈｚ、５０Ｈｚ、４０Ｈｚ、３０Ｈｚ、２０Ｈｚ、１０Ｈｚ、９Ｈｚ、８Ｈｚ、７Ｈｚ、６Ｈｚ、５Ｈｚ、４Ｈｚ、３Ｈｚ、２Ｈｚ、１Ｈｚ、またはそれ以下の繰り返し率を有していてもよい。レーザーは、前述の値のうちの任意の２つによって定義された範囲内にある繰り返し率を有していてもよい。

【0088】

レーザーは、少なくとも約１ナノジュール（ｎＪ）、２ｎＪ、３ｎＪ、４ｎＪ、５ｎＪ、６ｎＪ、７ｎＪ、８ｎＪ、９ｎＪ、１０ｎＪ、２０ｎＪ、３０ｎＪ、４０ｎＪ、５０ｎＪ、６０ｎＪ、７０ｎＪ、８０ｎＪ、９０ｎＪ、１００ｎＪ、２００ｎＪ、３００ｎＪ、４００ｎＪ、５００ｎＪ、６００ｎＪ、７００ｎＪ、８００ｎＪ、９００ｎＪ、１マイクロジュール（μＪ）、２μＪ、３μＪ、４μＪ、５μＪ、６μＪ、７μＪ、８μＪ、９μＪ、１０μＪ、２０μＪ、３０μＪ、４０μＪ、５０μＪ、６０μＪ、７０μＪ、８０μＪ、９０μＪ、１００μＪ、２００μＪ、３００μＪ、４００μＪ、５００μＪ、６００μＪ、７００μＪ、８００μＪ、９００μＪ、少なくとも１ミリジュール（ｍＪ）、２ｍＪ、３ｍＪ、４ｍＪ、５ｍＪ、６ｍＪ、７ｍＪ、８ｍＪ、９ｍＪ、１０ｍＪ、２０ｍＪ、３０ｍＪ、４０ｍＪ、５０ｍＪ、６０ｍＪ、７０ｍＪ、８０ｍＪ、９０ｍＪ、１００ｍＪ、２００ｍＪ、３００ｍＪ、４００ｍＪ、５００ｍＪ、６００ｍＪ、７００ｍＪ、８００ｍＪ、９００ｍＪ、少なくとも１ジュール（Ｊ）、またはそれ以上のパルスエネルギーを有する光を放射してもよい。レーザーは、最大で約１Ｊ、９００ｍＪ、８００ｍＪ、７００ｍＪ、６００ｍＪ、５００ｍＪ、４００ｍＪ、３００ｍＪ、２００ｍＪ、１００ｍＪ、９０ｍＪ、８０ｍＪ、７０ｍＪ、６０ｍＪ、５０ｍＪ、４０ｍＪ、３０ｍＪ、２０ｍＪ、１０ｍＪ、９ｍＪ、８ｍＪ ７ｍＪ、６ｍＪ、５ｍＪ、４ｍＪ、３ｍＪ、２ｍＪ、１ｍＪ、９００μＪ、８００μＪ、７００μＪ、６００μＪ、５００μＪ、４００μＪ、３００μＪ、２００μＪ、１００μＪ、９０μＪ、８０μＪ、７０μＪ、６０μＪ、５０μＪ、４０μＪ、３０μＪ、２０μＪ、１０μＪ、９μＪ、８μＪ、７μＪ、６μＪ、５μＪ、４μＪ、３μＪ、２μＪ、１μＪ、９００ｎＪ、８００ｎＪ、７００ｎＪ、６００ｎＪ、５００ｎＪ、４００ｎＪ、３００ｎＪ、２００ｎＪ、１００ｎＪ、９０ｎＪ、８０ｎＪ、７０ｎＪ、６０ｎＪ、５０ｎＪ、４０ｎＪ、３０ｎＪ、２０ｎＪ、１０ｎＪ、９ｎＪ、８ｎＪ、７ｎＪ、６ｎＪ、５ｎＪ、４ｎＪ、３ｎＪ、２ｎＪ、１ｎＪ、またはそれ以下のパルスエネルギーを有する光を放射してもよい。レーザーは、前述の値のうちの任意の２つによって定義された範囲内にあるパルスエネルギーを有する光を放射してもよい。

【0089】

レーザーは、少なくとも約１マイクロワット（μＷ）、２μＷ、３μＷ、４μＷ、５μＷ、６μＷ、７μＷ、８μＷ、９μＷ、１０μＷ、２０μＷ、３０μＷ、４０μＷ、５０μＷ、６０μＷ、７０μＷ、８０μＷ、９０μＷ、１００μＷ、２００μＷ、３００μＷ、４００μＷ、５００μＷ、６００μＷ、７００μＷ、８００μＷ、９００μＷ、１ミリワット（ｍＷ）、２ｍＷ、３ｍＷ、４ｍＷ、５ｍＷ、６ｍＷ、７ｍＷ、８ｍＷ、９ｍＷ、１０ｍＷ、２０ｍＷ、３０ｍＷ、４０ｍＷ、５０ｍＷ、６０ｍＷ、７０ｍＷ、８０ｍＷ、９０ｍＷ、１００ｍＷ、２００ｍＷ、３００ｍＷ、４００ｍＷ、５００ｍＷ、６００ｍＷ、７００ｍＷ、８００ｍＷ、９００ｍＷ、１ワット（Ｗ）、２Ｗ、３Ｗ、４Ｗ、５Ｗ、６Ｗ、７Ｗ、８Ｗ、９Ｗ、１０Ｗ、２０Ｗ、３０Ｗ、４０Ｗ、５０Ｗ、６０Ｗ、７０Ｗ、８０Ｗ、９０Ｗ、１００Ｗ、２００Ｗ、３００Ｗ、４００Ｗ、５００Ｗ、６００Ｗ、７００Ｗ、８００Ｗ、９００Ｗ、１，０００Ｗ、またはそれ以上の平均電力を有する光を放出してもよい。レーザーは、最大で約１，０００Ｗ、９００Ｗ、８００Ｗ、７００Ｗ、６００Ｗ、５００Ｗ、４００Ｗ、３００Ｗ、２００Ｗ、１００Ｗ、９０Ｗ、８０Ｗ、７０Ｗ、６０Ｗ、５０Ｗ、４０Ｗ、３０Ｗ、２０Ｗ、１０Ｗ、９Ｗ、８Ｗ、７Ｗ、６Ｗ、５Ｗ、４Ｗ、３Ｗ、２Ｗ、１Ｗ、９００ｍＷ、８００ｍＷ、７００ｍＷ、６００ｍＷ、５００ｍＷ、４００ｍＷ、３００ｍＷ、２００ｍＷ、１００ｍＷ、９０ｍＷ、８０ｍＷ、７０ｍＷ、６０ｍＷ、５０ｍＷ、４０ｍＷ、３０ｍＷ、２０ｍＷ、１０ｍＷ、９ｍＷ、８ｍＷ、７ｍＷ、６ｍＷ、５ｍＷ、４ｍＷ、３ｍＷ、２ｍＷ、１ｍＷ、９００μＷ、８００μＷ、７００μＷ、６００μＷ、５００μＷ、４００μＷ、３００μＷ、２００μＷ、１００μＷ、９０μＷ、８０μＷ、７０μＷ、６０μＷ、５０μＷ、４０μＷ、３０μＷ、２０μＷ、１０μＷ、９μＷ、８μＷ、７μＷ、６μＷ、５μＷ、４μＷ、３μＷ、２μＷ、１μＷ、またはそれ以上の平均電力を有する光を放出してもよい。レーザーは、前述の値のうちの任意の２つによって定義された範囲内にある電力を有する光を放射してもよい。

【0090】

レーザーは、電磁スペクトラムの紫外線（ＵＶ）部分、可視部分、または赤外線（ＩＲ）部分の１以上の波長を含む光を放射してもよい。レーザーは、少なくとも約２００ｎｍ、２１０ｎｍ、２２０ｎｍ、２３０ｎｍ、２４０ｎｍ、２５０ｎｍ、２６０ｎｍ、２７０ｎｍ、２８０ｎｍ、２９０ｎｍ、３００ｎｍ、３１０ｎｍ、３２０ｎｍ、３３０ｎｍ、３４０ｎｍ、３５０ｎｍ、３６０ｎｍ、３７０ｎｍ、３８０ｎｍ、３９０ｎｍ、４００ｎｍ、４１０ｎｍ、４２０ｎｍ、４３０ｎｍ、４４０ｎｍ、４５０ｎｍ、４６０ｎｍ、４７０ｎｍ、４８０ｎｍ、４９０ｎｍ、５００ｎｍ、５１０ｎｍ、５２０ｎｍ、５３０ｎｍ、５４０ｎｍ、５５０ｎｍ、５６０ｎｍ、５７０ｎｍ、５８０ｎｍ、５９０ｎｍ、６００ｎｍ、６１０ｎｍ、６２０ｎｍ、６３０ｎｍ、６４０ｎｍ、６５０ｎｍ、６６０ｎｍ、６７０ｎｍ、６８０ｎｍ、６９０ｎｍ、７００ｎｍ、７１０ｎｍ、７２０ｎｍ、７３０ｎｍ、７４０ｎｍ、７５０ｎｍ、７６０ｎｍ、７７０ｎｍ、７８０ｎｍ、７９０ｎｍ、８００ｎｍ、８１０ｎｍ、８２０ｎｍ、８３０ｎｍ、８４０ｎｍ、８５０ｎｍ、８６０ｎｍ、８７０ｎｍ、８８０ｎｍ、８９０ｎｍ、９００ｎｍ、９１０ｎｍ、９２０ｎｍ、９３０ｎｍ、９４０ｎｍ、９５０ｎｍ、９６０ｎｍ、９７０ｎｍ、９８０ｎｍ、９９０ｎｍ、１，０００ｎｍ、１，０１０ｎｍ、１，０２０ｎｍ、１，０３０ｎｍ、１，０４０ｎｍ、１，０５０ｎｍ、１，０６０ｎｍ、１，０７０ｎｍ、１，０８０ｎｍ、１，０９０ｎｍ、１，１００ｎｍ、１，１１０ｎｍ、１，１２０ｎｍ、１，１３０ｎｍ、１，１４０ｎｍ、１，１５０ｎｍ、１１６０ｎｍ、１１７０ｎｍ、１１８０ｎｍ、１１９０ｎｍ、１２００ｎｍ、１２１０ｎｍ、１２２０ｎｍ、１２３０ｎｍ、１２４０ｎｍ、１２５０ｎｍ、１２６０ｎｍ、１２７０ｎｍ、１２８０ｎｍ、１２９０ｎｍ、１３００ｎｍ、１３１０ｎｍ、１３２０ｎｍ、１３３０ｎｍ、１３４０ｎｍ、１３５０ｎｍ、１３６０ｎｍ、１３７０ｎｍ、１３８０ｎｍ、１３９０ｎｍ、１４００ｎｍ、またはそれ以上の、１以上の波長を含む光を放射してもよい。レーザーは、最大で約１，４００ｎｍ、１，３９０ｎｍ、１，３８０ｎｍ、１，３７０ｎｍ、１，３６０ｎｍ、１，３５０ｎｍ、１，３４０ｎｍ、１，３３０ｎｍ、１，３２０ｎｍ、１，３１０ｎｍ、１，３００ｎｍ、１，２９０ｎｍ、１，２８０ｎｍ、１，２７０ｎｍ、１，２６０ｎｍ、１，２５０ｎｍ、１，２４０ｎｍ、１，２３０ｎｍ、１，２２０ｎｍ、１，２１０ｎｍ、１，２００ｎｍ、１，１９０ｎｍ、１，１８０ｎｍ、１，１７０ｎｍ、１，１６０ｎｍ、１，１５０ｎｍ、１，１４０ｎｍ、１，１３０ｎｍ、１，１２０ｎｍ、１，１１０ｎｍ、１，１００ｎｍ、１，０９０ｎｍ、１，０８０ｎｍ、１，０７０ｎｍ、１，０６０ｎｍ、１，０５０ｎｍ、１，０４０ｎｍ、１，０３０ｎｍ、１，０２０ｎｍ、１，０１０ｎｍ、１，０００ｎｍ、９９０ｎｍ、９８０ｎｍ、９７０ｎｍ、９６０ｎｍ、９５０ｎｍ、９４０ｎｍ、９３０ｎｍ、９２０ｎｍ、９１０ｎｍ、９００ｎｍ、８９０ｎｍ、８８０ｎｍ、８７０ｎｍ、８６０ｎｍ、８５０ｎｍ、８４０ｎｍ、８３０ｎｍ、８２０ｎｍ、８１０ｎｍ、８００ｎｍ、７９０ｎｍ、７８０ｎｍ、７７０ｎｍ、７６０ｎｍ、７５０ｎｍ、７４０ｎｍ、７３０ｎｍ、７２０ｎｍ、７１０ｎｍ、７００ｎｍ、６９０ｎｍ、６８０ｎｍ、６７０ｎｍ、６６０ｎｍ、６５０ｎｍ、６４０ｎｍ、６３０ｎｍ、６２０ｎｍ、６１０ｎｍ、６００ｎｍ、５９０ｎｍ、５８０ｎｍ、５７０ｎｍ、５６０ｎｍ、５５０ｎｍ、５４０ｎｍ、５３０ｎｍ、５２０ｎｍ、５１０ｎｍ、５００ｎｍ、４９０ｎｍ、４８０ｎｍ、４７０ｎｍ、４６０ｎｍ、４５０ｎｍ、４４０ｎｍ、４３０ｎｍ、４２０ｎｍ、４１０ｎｍ、４００ｎｍ、３９０ｎｍ、３８０ｎｍ、３７０ｎｍ、３６０ｎｍ、３５０ｎｍ、３４０ｎｍ、３３０ｎｍ、３２０ｎｍ、３１０ｎｍ、３００ｎｍ、２９０ｎｍ、２８０ｎｍ、２７０ｎｍ、２６０ｎｍ、２５０ｎｍ、２４０ｎｍ、２３０ｎｍ、２２０ｎｍ、２１０ｎｍ、または２００ｎｍの、１以上の波長を含む光を放射してもよい。レーザーは、前述の値のうちの任意の２つによって定義された範囲内にある１以上の波長を含む光を放射してもよい。

【0091】

レーザーは、少なくとも約１ｘ１０^－１５ｎｍ、２ｘ１０^－１５ｎｍ、３ｘ１０^－１５ｎｍ、４ｘ１０^－１５ｎｍ、５ｘ１０^－１５ｎｍ、６ｘ１０^－１５ｎｍ、７ｘ１０^－１５ｎｍ、８ｘ１０^－１５ｎｍ、９ｘ１０^－１５ｎｍ、１ｘ１０^－１４ｎｍ、２ｘ１０^－１４ｎｍ、３ｘ１０^－１４ｎｍ、４ｘ１０^－１４ｎｍ、５ｘ１０^－１４ｎｍ、６ｘ１０^－１４ｎｍ、７ｘ１０^－１４ｎｍ、８ｘ１０^－１４ｎｍ、９ｘ１０^－１４ｎｍ、１ｘ１０^－１３ｎｍ、２ｘ１０^－１３ｎｍ、３ｘ１０^－１３ｎｍ、４ｘ１０^－１３ｎｍ、５ｘ１０^－１３ｎｍ、６ｘ１０^－１３ｎｍ、７ｘ１０^－１３ｎｍ、８ｘ１０^－１３ｎｍ、９ｘ１０^－１３ｎｍ、１ｘ１０^－１２ｎｍ、２ｘ１０^－１２ｎｍ、３ｘ１０^－１２ｎｍ、４ｘ１０^－１２ｎｍ、５ｘ１０^－１２ｎｍ、６ｘ１０^－１２ｎｍ、７ｘ１０^－１２ｎｍ、８ｘ１０^－１２ｎｍ、９ｘ１０^－１２ｎｍ、１ｘ１０^－１１ｎｍ、２ｘ１０^－１１ｎｍ、３ｘ１０^－１１ｎｍ、４ｘ１０^－１１ｎｍ、５ｘ１０^－１１ｎｍ、６ｘ１０^－１１ｎｍ、７ｘ１０^－１１ｎｍ、８ｘ１０^－１１ｎｍ、９ｘ１０^－１１ｎｍ、１ｘ１０^－１０ｎｍ、２ｘ１０^－１０ｎｍ、３ｘ１０^－１０ｎｍ、４ｘ１０^－１０ｎｍ、５ｘ１０^－１０ｎｍ、６ｘ１０^－１０ｎｍ、７ｘ１０^－１０ｎｍ、８ｘ１０^－１０ｎｍ、９ｘ１０^－１０ｎｍ、１ｘ１０^－９ｎｍ、２ｘ１０^－９ｎｍ、３ｘ１０^－９ｎｍ、４ｘ１０^－９ｎｍ、５ｘ１０^－９ｎｍ、６ｘ１０^－９ｎｍ、７ｘ１０^－９ｎｍ、８ｘ１０^－９ｎｍ、９ｘ１０^－９ｎｍ、１ｘ１０^－８ｎｍ、２ｘ１０^－８ｎｍ、３ｘ１０^－８ｎｍ、４ｘ１０^－８ｎｍ、５ｘ１０^－８ｎｍ、６ｘ１０^－８ｎｍ、７ｘ１０^－８ｎｍ、８ｘ１０^－８ｎｍ、９ｘ１０^－８ｎｍ、１ｘ１０^－７ｎｍ、２ｘ１０^－７ｎｍ、３ｘ１０^－７ｎｍ、４ｘ１０^－７ｎｍ、５ｘ１０^－７ｎｍ、６ｘ１０^－７ｎｍ、７ｘ１０^－７ｎｍ、８ｘ１０^－７ｎｍ、９ｘ１０^－７ｎｍ、１ｘ１０^－６ｎｍ、２ｘ１０^－６ｎｍ、３ｘ１０^－６ｎｍ、４ｘ１０^－６ｎｍ、５ｘ１０^－６ｎｍ、６ｘ１０^－６ｎｍ、７ｘ１０^－６ｎｍ、８ｘ１０^－６ｎｍ、９ｘ１０^－６ｎｍ、１ｘ１０^－５ｎｍ、２ｘ１０^－５ｎｍ、３ｘ１０^－５ｎｍ、４ｘ１０^－５ｎｍ、５ｘ１０^－５ｎｍ、６ｘ１０^－５ｎｍ、７ｘ１０^－５ｎｍ、８ｘ１０^－５ｎｍ、９ｘ１０^－５ｎｍ、１ｘ１０^－４ｎｍ、２ｘ１０^－４ｎｍ、３ｘ１０^－４ｎｍ、４ｘ１０^－４ｎｍ、５ｘ１０^－４ｎｍ、６ｘ１０^－４ｎｍ、７ｘ１０^－４ｎｍ、８ｘ１０^－４ｎｍ、９ｘ１０^－４ｎｍ、１ｘ１０^－３ｎｍ、またはそれ以上の帯域幅を有する光を放射してもよい。レーザーは、最大で約１ｘ１０^－３ｎｍ、９ｘ１０^－４ｎｍ、８ｘ１０^－４ｎｍ、７ｘ１０^－４ｎｍ、６ｘ１０^－４ｎｍ、５ｘ１０^－４ｎｍ、４ｘ１０^－４ｎｍ、３ｘ１０^－４ｎｍ、２ｘ１０^－４ｎｍ、１ｘ１０^－４ｎｍ、９ｘ１０^－５ｎｍ、８ｘ１０^－５ｎｍ、７ｘ１０^－５ｎｍ、６ｘ１０^－５ｎｍ、５ｘ１０^－５ｎｍ、４ｘ１０^－５ｎｍ、３ｘ１０^－５ｎｍ、２ｘ１０^－５ｎｍ、１ｘ１０^－５ｎｍ、９ｘ１０^－６ｎｍ、８ｘ１０^－６ｎｍ、７ｘ１０^－６ｎｍ、６ｘ１０^－６ｎｍ、５ｘ１０^－６ｎｍ、４ｘ１０^－６ｎｍ、３ｘ１０^－６ｎｍ、２ｘ１０^－６ｎｍ、１ｘ１０^－６ｎｍ、９ｘ１０^－７ｎｍ、８ｘ１０^－７ｎｍ、７ｘ１０^－７ｎｍ、６ｘ１０^－７ｎｍ、５ｘ１０^－７ｎｍ、４ｘ１０^－７ｎｍ、３ｘ１０^－７ｎｍ、２ｘ１０^－７ｎｍ、１ｘ１０^－７ｎｍ、９ｘ１０^－８ｎｍ、８ｘ１０^－８ｎｍ、７ｘ１０^－８ｎｍ、６ｘ１０^－８ｎｍ、５ｘ１０^－８ｎｍ、４ｘ１０^－８ｎｍ、３ｘ１０^－８ｎｍ、２ｘ１０^－８ｎｍ、１ｘ１０^－８ｎｍ、９ｘ１０^－９ｎｍ、８ｘ１０^－９ｎｍ、７ｘ１０^－９ｎｍ、６ｘ１０^－９ｎｍ、５ｘ１０^－９ｎｍ、４ｘ１０^－９ｎｍ、３ｘ１０^－９ｎｍ、２ｘ１０^－９ｎｍ、１ｘ１０^－９ｎｍ、９ｘ１０^－１０ｎｍ、８ｘ１０^－１０ｎｍ、７ｘ１０^－１０ｎｍ、６ｘ１０^－１０ｎｍ、５ｘ１０^－１０ｎｍ、４ｘ１０^－１０ｎｍ、３ｘ１０^－１０ｎｍ、２ｘ１０^－１０ｎｍ、１ｘ１０^－１０ｎｍ、９ｘ１０^－１１ｎｍ、８ｘ１０^－１１ｎｍ、７ｘ１０^－１１ｎｍ、６ｘ１０^－１１ｎｍ、５ｘ１０^－１１ｎｍ、４ｘ１０^－１１ｎｍ、３ｘ１０^－１１ｎｍ、２ｘ１０^－１１ｎｍ、１ｘ１０^－１１ｎｍ、９ｘ１０^－１２ｎｍ、８ｘ１０^－１２ｎｍ、７ｘ１０^－１２ｎｍ、６ｘ１０^－１２ｎｍ、５ｘ１０^－１２ｎｍ、４ｘ１０^－１２ｎｍ、３ｘ１０^－１２ｎｍ、２ｘ１０^－１２ｎｍ、１ｘ１０^－１２ｎｍ、９ｘ１０^－１３ｎｍ、８ｘ１０^－１３ｎｍ、７ｘ１０^－１３ｎｍ、６ｘ１０^－１３ｎｍ、５ｘ１０^－１３ｎｍ、４ｘ１０^－１３ｎｍ、３ｘ１０^－１３ｎｍ、２ｘ１０^－１３ｎｍ、１ｘ１０^－１３ｎｍ、９ｘ１０^－１４ｎｍ、８ｘ１０^－１４ｎｍ、７ｘ１０^－１４ｎｍ、６ｘ１０^－１４ｎｍ、５ｘ１０^－１４ｎｍ、４ｘ１０^－１４ｎｍ、３ｘ１０^－１４ｎｍ、２ｘ１０^－１４ｎｍ、１ｘ１０^－１４ｎｍ、９ｘ１０^－１５ｎｍ、８ｘ１０^－１５ｎｍ、７ｘ１０^－１５ｎｍ、６ｘ１０^－１５ｎｍ、５ｘ１０^－１５ｎｍ、４ｘ１０^－１５ｎｍ、３ｘ１０^－１５ｎｍ、２ｘ１０^－１５ｎｍ、１ｘ１０^－１５ｎｍ、またはそれ以下の帯域幅を有する光を放射してもよい。レーザーは、前述の値のうちの任意の２つによって定義された範囲内にある帯域幅を有する光を放射してもよい。

【0092】

光源は、複数の原子に対応する１以上のマジック波長に調整された光を放射するように構成されてもよい。原子に対応するマジック波長は、第１の原子状態と第２の原子状態に等しい、またはほぼ等しい偏光を生じさせる光の、任意の波長を含んでもよい。第１の原子状態と第２の原子状態との間の遷移のためのマジック波長は、第１の原子状態と第２の原子状態の波長依存分極率を計算することと、交差点を見つけることとによって決定されてもよい。そのようなマジック波長に調整された光は、光源によって放射される光の強度に関係なく、第１の原子状態と第２の原子状態において、等しいまたはほぼ等しい差動光シフトを生じさせてもよい。このことは、第１の原子状態と第２の原子状態を、原子の運動から効果的に分断してもよい。マジック波長は、１以上のスカラーまたはテンソルの光シフトを利用してもよい。スカラーまたはテンソルの光シフトは、第１の原子状態と第２の原子状態内の磁気サブ準位に依存するかもしれない。

【0093】

例えば、ＩＩＩ族原子、およびアルカリ土類原子またはアルカリ土類様原子の準安定状態は比較的大きなテンソルシフトを有していてもよく、その角度は印加磁場に対して調整され、スカラーおよびテンソルのシフトが釣り合い、かつ第１の原子状態と第２の原子状態との間にゼロまたはほぼゼロの差動光シフトを与えるような状況を生じさせる。角度θは、放射光の偏光の選択によって調整されてもよい。例えば、放射光が直線的に偏光される場合、合計分極率αは、スカラー成分α_{ｓｃａｌａｒ}とテンソル成分α_{ｔｅｎｓｏｒ}の合計として記述されてもよい：
α＝α_{ｓｃａｌａｒ}＋（３ｃｏｓ^２θ－１）α_{ｔｅｎｓｏｒ}

【0094】

θを適切に選ぶことによって、第１の原子状態と第２の原子状態との分極率は、等しく、またはほぼ等しく選ばれてもよく、ゼロまたはほぼゼロの差動光シフトに相当し、そして、原子の運動は分断される場合がある。

【0095】

光源は、複数の光学トラップサイトを生成するように構成された１以上の光学変調器（ＯＭ）に、光を配向するように構成されてもよい。例えば、光学トラップユニットは、複数の光学トラップサイトを生成するように構成されたＯＭ（２１４）を含んでもよい。図３Ａでは１つのＯＭを含むように描写されているが、光学トラップユニットは、少なくとも約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、またはそれ以上のＯＭ、あるいは最大で約１０、９、８、７、６、５、４、３、２、または１のＯＭなどの、任意の数のＯＭを含んでもよい。ＯＭは、１以上のデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を含んでもよい。ＯＭは、１以上のエルコス（ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｏｎ ｓｉｌｉｃｏｎ）（ＬＣｏＳ）デバイスなどの、１以上の液晶デバイスを含んでもよい。ＯＭは、１以上の空間光変調器（ＳＬＭ）を含んでもよい。ＯＭは、１以上の音響光学デフレクタ（ＡＯＤ）または音響光学変調器（ＡＯＭ）を含んでもよい。ＯＭは、１以上の電気光学デフレクタ（ＥＯＤ）または電気光学変調器（ＥＯＭ）を含んでもよい。

【0096】

ＯＭは、光学トラップサイトの規則的な配列を生成するために、１以上の光学素子に光学的に連結されていてもよい。例えば、図３Ａに示されるように、ＯＭは、光学素子（２１９）に光学的に連結されていてもよい。光学素子は、光学トラップサイトの規則的な長方形の格子を形成するために、ＯＭからの光を再配向するように構成されたレンズ、または顕微鏡対物レンズを含んでもよい。

【0097】

例えば、図３Ａに示されるように、ＯＭは、ＳＬＭ、ＤＭＤ、またはＬＣｏＳデバイスを含んでもよい。ＳＬＭ、ＤＭＤ、またはＬＣｏＳデバイスは、顕微鏡対物レンズの後方焦点面上に結像されてもよい。このことは、二次元または三次元の光学トラップサイトの任意の構成の生成を可能にしてもよい。

【0098】

代替的にまたは組み合わせにおいて、ＯＭは、第１のＡＯＤと第２のＡＯＤを含んでもよい。第１のＡＯＤと第２のＡＯＤのアクティブ領域は、顕微鏡対物レンズの後方焦点面上に結像されてもよい。第１のＡＯＤの出力は、第２のＡＯＤの入力に光学上連結されてもよい。このようにして、第２のＡＯＤは、第１のＡＯＤの光学的出力のコピーを作り出してもよい。このことは、二次元または三次元の光学トラップサイトの生成を可能にしてもよい。

【0099】

代替的にまたは組み合わせにおいて、ＯＭは、１以上のマイクロレンズ配列またはホログラフィーの光学素子などの、静的光学素子を含んでもよい。静的光学素子は、顕微鏡対物レンズの後方焦点面上に結像されてもよい。このことは、二次元または三次元の光学トラップサイトの任意の構成の生成を可能にしてもよい。

【0100】

光学トラップユニットは、光学トラップサイト内にトラップされた複数の原子の空間形状の１以上の画像を取得するように構成された、１以上の結像ユニットを含んでもよい。例えば、光学トラップユニットは、結像ユニット（２１５）を含んでもよい。図３Ａでは単一の結像ユニットを含むように描写されているが、光学トラップユニットは、少なくとも約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、またはそれ以上の結像ユニット、あるいは最大で約１０、９、８、７、６、５、４、３、２、または１の結像ユニットなどの、任意の数の結像ユニットを含んでもよい。結像ユニットは、１以上のレンズ、または対物レンズを含んでもよい。結像ユニットは、１以上のＰＭＴ、フォトダイオード、アバランシェフォトダイオード、光トランジスター、逆バイアスＬＥＤ、ＣＣＤ、またはＣＭＯＳのカメラを含んでもよい。結像ユニットは、１以上の蛍光検出器を含んでもよい。画像は、１以上の蛍光画像、単原子蛍光画像、吸収画像、単原子吸収画像、位相コントラスト画像、単原子位相コントラスト画像を含んでもよい。

【0101】

光学トラップユニットは、結像ユニットによって得られた画像に基づいて、光学トラップサイト内にトラップされた複数の原子の空間形状を決定するために、１以上のＡＩ操作を実行するように構成された、１以上の空間形状人工知能（ＡＩ）ユニットを含んでもよい。例えば、光学トラップユニットは、空間形状ＡＩユニット（２１６）を含んでもよい。図３Ａでは単一の空間形状ＡＩユニットを含むように描写されているが、光学トラップユニットは、少なくとも約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、またはそれ以上の空間形状ＡＩユニット、あるいは最大で約１０、９、８、７、６、５、４、３、２、または１の空間形状ＡＩユニットなどの、任意の数の空間形状ＡＩユニットを含んでもよい。ＡＩ操作は、本明細書を記載された任意の機械学習（ＭＬ）操作、または強化学習（ＲＬ）操作を含んでもよい。

【0102】

光学トラップユニットは、結像ユニットによって得られた１以上の画像に基づいて、光学トラップサイトでトラップされた複数の原子の変更された空間配置を付与するように構成された、１以上の原子再配置ユニットを含んでもよい。例えば、光学トラップユニットは、原子再配置ユニット（２１７）を含んでもよい。図３Ａでは単一の原子再配置ユニットを含むように描写されているが、光学トラップユニットは、少なくとも約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、またはそれ以上の原子再配置ユニット、あるいは最大で約１０、９、８、７、６、５、４、３、２、または１の原子再配置ユニットなどの、任意の数の原子再配置ユニットを含んでもよい。

【0103】

光学トラップユニットは、結像ユニットによって得られた画像に基づいて、光学トラップサイト内にトラップされた複数の原子の変更された空間配置を決定するために、１以上のＡＩ操作を実行するようにされた１以上の空間配置人工知能（ＡＩ）ユニットを含んでもよい。例えば、光学トラップユニットは、空間配置ＡＩユニット（２１８）を含んでもよい。図３Ａでは単一の空間配置ＡＩユニットを含むように描写されているが、光学トラップユニットは、少なくとも約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、またはそれ以上の空間配置ＡＩユニット、あるいは最大で約１０、９、８、７、６、５、４、３、２、または１の空間配置ＡＩユニットなどの、任意の数の空間配置ＡＩユニットを含んでもよい。ＡＩ操作は、本明細書を記載された任意の機械学習（ＭＬ）操作、または強化学習（ＲＬ）操作を含んでもよい。

【0104】

場合によっては、空間形状ＡＩユニットと空間配置ＡＩユニットは、統合ＡＩユニットに統合されてもよい。光学トラップユニットは、少なくとも約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、またはそれ以上の統合ＡＩユニット、あるいは最大で約１０、９、８、７、６、５、４、３、２、または１の統合ＡＩユニットなどの、任意の数の統合ＡＩユニットを含んでもよい。

【0105】

原子再配置ユニットは、複数の光学トラップサイトの充填率の増大を得るために、空間配置を変更するように構成されてもよい。充填率は、光学トラップユニットまたは光学トラップユニットの領域において利用可能な光学トラップサイトの総数に対する、１以上の原子によって占有された光学トラップサイトの数の割合として、定義されてもよい。例えば、光学トラップサイト内の原子の初期ロード（ｌｏａｄｉｎｇ）は、原子が１００％未満、９０％未満、７０％未満、６０％未満、５０％未満、またはそれ以下の利用可能な光学トラップサイトをそれぞれ占有するように、１００％未満、９０％未満、８０％未満、７０％未満、６０％未満、５０％未満、またはそれ以下の充填率を生じさせてもよい。原子を、少なくとも約５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、または１００％の充填率を達成するように再配置することが望ましい場合もある。結像ユニットによって得られた画像化情報を分析することによって、原子再配置ユニットは、少なくとも約５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、９９．１％、９９．２％、９９．３％、９９．４％、９９．５％、９９．６％、９９．７％、９９．８％、９９．９％、９９．９１％、９９．９２％、９９．９３％、９９．９４％、９９．９５％、９９．９６％、９９．９７％、９９．９８％、９９．９９％、またはそれ以上の充填率に到達してもよい。原子再配置ユニットは、最大で約９９．９９％、９９．９８％、９９．９７％、９９．９６％、９９．９５％、９９．９４％、９９．９３％、９９．９２％、９９．９１％、９９．９％、９９．８％、９９．７％、９９．６％、９９．５％、９９．４％、９９．３％、９９．２％、９９．１％、９９％、９８％、９７％、９６％、９５％、９４％、９３％、９２％、９１％、９０％、８０％、７０％、６０％、５０％、またはそれ以下の充填率に到達してもよい。原子再配置ユニットは、前述の値のうちの任意の２つによって定義された範囲内にある充填率に到達してもよい。

【0106】

例として、図３Ｃは、原子で部分的に満たされる光学トラップユニットの一例を示す。図３Ｃに描写されるように、光学トラップサイト内の原子の当初ロードは、（４の原子が９の利用可能な光学トラップサイトを満たす）４４．４％の充填率に上昇してもよい。原子を（図３Ｃに示されていない）光学トラップユニットの異なる領域から占有されていない光学トラップサイトに移動させることによって、または、原子を本明細書に記載される原子リザーバーから移動させることによって、図３Ｄに示されるように、はるかに高い充填率が得られるかもしれない。

【0107】

図３Ｄは、原子で完全に満たされる光学トラップユニットの例を示す。図３Ｄに描写されるように、第５の原子（２１２ｅ）、第６の原子（２１２ｆ）、第７の原子（２１２ｇ）、第８の原子（２１２ｈ）、および第９の原子（２１２ｉ）は、占有されていない光学トラップサイトを満たすために移動されてもよい。第５、第６、第７、第８、および第９の原子が、（図３Ｃに示されない）光学トラップユニットの異なる領域から移動されてもよく、または本明細書に記載される原子リザーバーから原子を移動させることによってでもよい。したがって、充填率は、光学トラップサイト内の原子の再配置後に、実質的に改善されるかもしれない。例えば、（図３Ｄに示されるように、９の利用可能な光学トラップサイトを満たす９の原子など）１００％までの充填率に到達してもよい。

【0108】

電磁送達ユニット
図４は、電磁送達ユニット（２２０）の例を示す。電磁送達ユニットは、本明細書に記載されるように、複数の原子の１以上の原子に、電磁エネルギーを加えるように構成されてもよい。電磁送達ユニットは、本明細書に記載される任意の光源などの、１以上の光源を含んでもよい。

【0109】

電磁エネルギーは、光学エネルギーを含んでもよい。光学エネルギーは、本明細書に記載される、任意の繰り返し率、パルスエネルギー、平均電力、波長、または帯域幅を含んでもよい。電磁送達ユニットは、１以上のマグネトロン、クライストロン、進行波管、ジャイロトロン、電界効果トランジスター（ｆｉｅｌｄ－ｅｆｆｅｃｔ ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）（ＦＥＴ）、トンネルダイオード、ガンダイオード（Ｇｕｎｎ ｄｉｏｄｅ）、衝突電離アバランシェ移動時間（ｉｍｐａｃｔ ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ ａｖａｌａｎｃｈｅ ｔｒａｎｓｉｔ－ｔｉｍｅ）（ＩＭＰＡＴＴ）ダイオード、またはメーザー（ｍａｓｅｒ）などの、１以上のマイクロ波エネルギー源、または無線周波数（ＲＦ）エネルギー源を含んでもよい。電磁エネルギーは、マイクロ波エネルギー、またはＲＦエネルギーを含んでもよい。ＲＦエネルギーは、少なくとも約１ミリメートル（ｍｍ）、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍ、５０ｍｍ、６０ｍｍ、７０ｍｍ、８０ｍｍ、９０ｍｍ、１００ｍｍ、２００ｍｍ、３００ｍｍ、４００ｍｍ、５００ｍｍ、６００ｍｍ、７００ｍｍ、８００ｍｍ、９００ｍｍ、１メートル（ｍ）、２ｍ、３ｍ、４ｍ、５ｍ、６ｍ、７ｍ、８ｍ、９ｍ、１０ｍ、２０ｍ、３０ｍ、４０ｍ、５０ｍ、６０ｍ、７０ｍ、８０ｍ、９０ｍ、１００ｍ、２００ｍ、３００ｍ、４００ｍ、５００ｍ、６００ｍ、７００ｍ、８００ｍ、９００ｍ、１キロメートル（ｋｍ）、２ｋｍ、３ｋｍ、４ｋｍ、５ｋｍ、６ｋｍ、７ｋｍ、８ｋｍ、９ｋｍ、１０ｋｍ、またはそれ以上の１以上の波長を含んでもよい。ＲＦエネルギーは、最大で約１０ｋｍ、９ｋｍ、８ｋｍ、７ｋｍ、６ｋｍ、５ｋｍ、４ｋｍ、３ｋｍ、２ｋｍ、１ｋｍ、９００ｍ、８００ｍ、７００ｍ、６００ｍ、５００ｍ、４００ｍ、３００ｍ、２００ｍ、１００ｍ、９０ｍ、８０ｍ、７０ｍ、６０ｍ、５０ｍ、４０ｍ、３０ｍ、２０ｍ、１０ｍ、９ｍ、８ｍ、７ｍ、６ｍ、５ｍ、４ｍ、３ｍ、２ｍ、１ｍ、９００ｍｍ、８００ｍｍ、７００ｍｍ、６００ｍｍ、５００ｍｍ、４００ｍｍ、３００ｍｍ、２００ｍｍ、１００ｍｍ、９０ｍｍ、８０ｍｍ、７０ｍｍ、６０ｍｍ、５０ｍｍ、４０ｍｍ、３０ｍｍ、２０ｍｍ、１０ｍｍ、９ｍｍ、８ｍｍ、７ｍｍ、６ｍｍ、５ｍｍ、４ｍｍ、３ｍｍ、２ｍｍ、１ｍｍ、またはそれ以下の１以上の波長を含んでもよい。ＲＦエネルギーは、前述の値のうちの任意の２つによって定義された範囲内にある１以上の波長を含んでもよい。

【0110】

ＲＦエネルギーは、少なくとも約１マイクロワット（μＷ）、２μＷ、３μＷ、４μＷ、５μＷ、６μＷ、７μＷ、８μＷ、９μＷ、１０μＷ、２０μＷ、３０μＷ、４０μＷ、５０μＷ、６０μＷ、７０μＷ、８０μＷ、９０μＷ、１００μＷ、２００μＷ、３００μＷ、４００μＷ、５００μＷ、６００μＷ、７００μＷ、８００μＷ、９００μＷ、１ミリワット（ｍＷ）、２ｍＷ、３ｍＷ、４ｍＷ、５ｍＷ、６ｍＷ、７ｍＷ、８ｍＷ、９ｍＷ、１０ｍＷ、２０ｍＷ、３０ｍＷ、４０ｍＷ、５０ｍＷ、６０ｍＷ、７０ｍＷ、８０ｍＷ、９０ｍＷ、１００ｍＷ、２００ｍＷ、３００ｍＷ、４００ｍＷ、５００ｍＷ、６００ｍＷ、７００ｍＷ、８００ｍＷ、９００ｍＷ、１ワット（Ｗ）、２Ｗ、３Ｗ、４Ｗ、５Ｗ、６Ｗ、７Ｗ、８Ｗ、９Ｗ、１０Ｗ、２０Ｗ、３０Ｗ、４０Ｗ、５０Ｗ、６０Ｗ、７０Ｗ、８０Ｗ、９０Ｗ、１００Ｗ、２００Ｗ、３００Ｗ、４００Ｗ、５００Ｗ、６００Ｗ、７００Ｗ、８００Ｗ、９００Ｗ、１，０００Ｗ、またはそれ以上の平均電力を含んでもよい。ＲＦエネルギーは、最大で約１，０００Ｗ、９００Ｗ、８００Ｗ、７００Ｗ、６００Ｗ、５００Ｗ、４００Ｗ、３００Ｗ、２００Ｗ、１００Ｗ、９０Ｗ、８０Ｗ、７０Ｗ、６０Ｗ、５０Ｗ、４０Ｗ、３０Ｗ、２０Ｗ、１０Ｗ、９Ｗ、８Ｗ、７Ｗ、６Ｗ、５Ｗ、４Ｗ、３Ｗ、２Ｗ、１Ｗ、９００ｍＷ、８００ｍＷ、７００ｍＷ、６００ｍＷ、５００ｍＷ、４００ｍＷ、３００ｍＷ、２００ｍＷ、１００ｍＷ、９０ｍＷ、８０ｍＷ、７０ｍＷ、６０ｍＷ、５０ｍＷ、４０ｍＷ、３０ｍＷ、２０ｍＷ、１０ｍＷ、９ｍＷ、８ｍＷ、７ｍＷ、６ｍＷ、５ｍＷ、４ｍＷ、３ｍＷ、２ｍＷ、１ｍＷ、９００μＷ、８００μＷ、７００μＷ、６００μＷ、５００μＷ、４００μＷ、３００μＷ、２００μＷ、１００μＷ、９０μＷ、８０μＷ、７０μＷ、６０μＷ、５０μＷ、４０μＷ、３０μＷ、２０μＷ、１０μＷ、９μＷ、８μＷ、７μＷ、６μＷ、５μＷ、４μＷ、３μＷ、２μＷ、１μＷ、またはそれ以下の平均電力を含んでもよい。ＲＦエネルギーは、前述の値のうちの任意の２つによって定義された範囲内にある平均電力を含んでもよい。

【0111】

電磁送達ユニットは、本明細書に記載される任意の光源などの１以上の光源を含んでもよい。例えば、電磁送達ユニットは、光源（２２１）を含んでもよい。図４では単一の光源を含むように描写されているが、電磁送達ユニットは、少なくとも約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、またはそれ以上の光源、あるいは最大で約１０、９、８、７、６、５、４、３、２、または１の光源などの、任意の数の光源を含んでもよい。

【0112】

光源は、複数の原子の１以上の原子に電磁エネルギーを選択的に加えるように構成された１以上のＯＭに、光を配向するように形成されてもよい。例えば、電磁送達ユニットは、ＯＭ（２２２）を含んでもよい。図４では単一のＯＭを含むように描写されているが、電磁送達ユニットは、少なくとも約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、またはそれ以上のＯＭ、あるいは最大で約１０、９、８、７、６、５、４、３、２、または１のＯＭなどの、任意の数のＯＭを含んでもよい。ＯＭは、１以上のＳＬＭ、ＡＯＤ、またはＡＯＭを含んでもよい。ＯＭは、１以上のＤＭＤを含んでもよい。ＯＭは、１以上のＬＣｏＳデバイスなどの、１以上の液晶デバイスを含んでもよい。

【0113】

電磁送達ユニットは、電磁エネルギーを原子に選択的に加えるために、１以上のＡＩ操作を実行するように構成された、１以上の電磁エネルギー人工知能（ＡＩ）ユニットを含んでもよい。例えば、電磁送達ユニットは、ＡＩユニット（２２３）を含んでもよい。図４では単一のＡＩユニットを含むように描写されているが、電磁送達ユニットは、少なくとも約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、またはそれ以上のＡＩユニット、あるいは最大で約１０、９、８、７、６、５、４、３、２、または１のＡＩユニットなどの、任意の数のＡＩユニットを含んでもよい。ＡＩ操作は、本明細書を記載された任意の機械学習（ＭＬ）操作、または強化学習（ＲＬ）操作を含んでもよい。

【0114】

電磁送達ユニットは、本明細書に記載される量子ビット上に、（１以上の単一量子ビットゲート操作などの）１以上の単一量子ビット操作を適用するように構成されてもよい。電磁送達ユニットは、本明細書に記載される２－量子ビットユニット上に、（１以上の２－量子ビットゲート操作などの）１以上の２－量子ビット操作を適用するように構成されてもよい。各々の単一量子ビット操作または２－量子ビット操作は、少なくとも約１０ナノ秒（ｎｓ）、２０ｎｓ、３０ｎｓ、４０ｎｓ、５０ｎｓ、６０ｎｓ、７０ｎｓ、８０ｎｓ、９０ｎｓ、１００ｎｓ、２００ｎｓ、３００ｎｓ、４００ｎｓ、５００ｎｓ、６００ｎｓ、７００ｎｓ、８００ｎｓ、９００ｎｓ、１マイクロ秒（μｓ）、２μｓ、３μｓ、４μｓ、５μｓ、６μｓ、７μｓ、８μｓ、９μｓ、１０μｓ、２０μｓ、３０μｓ、４０μｓ、５０μｓ、６０μｓ、７０μｓ、８０μｓ、９０μｓ、１００μｓ、またはそれ以上の持続時間を含んでもよい。各々の単一量子ビット操作または２－量子ビット操作は、最大で約１００μｓ、９０μｓ、８０μｓ、７０μｓ、６０μｓ、５０μｓ、４０μｓ、３０μｓ、２０μｓ、１０μｓ、９μｓ、８μｓ、７μｓ、６μｓ、５μｓ、４μｓ、３μｓ、２μｓ、１μｓ、９００ｎｓ、８００ｎｓ、７００ｎｓ、６００ｎｓ、５００ｎｓ、４００ｎｓ、３００ｎｓ、２００ｎｓ、１００ｎｓ、９０ｎｓ、８０ｎｓ、７０ｎｓ、６０ｎｓ、５０ｎｓ、４０ｎｓ、３０ｎｓ、２０ｎｓ、１０ｎｓ、または以下の持続時間を含んでもよい。各々の単一量子ビット操作または２－量子ビット操作は、前述の値のうちの任意の２つによって定義された範囲内にある持続時間を含んでもよい。単一量子ビット操作または２－量子ビット操作は、少なくとも１キロヘルツ（ｋＨｚ）、２ｋＨｚ ３ｋＨｚ、４ｋＨｚ、５ｋＨｚ、６ｋＨｚ、７ｋＨｚ、８ｋＨｚ、９ｋＨｚ、１０ｋＨｚ、２０ｋＨｚ、３０ｋＨｚ、４０ｋＨｚ、５０ｋＨｚ、６０ｋＨｚ、７０ｋＨｚ、８０ｋＨｚ、９０ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、２００ｋＨｚ、３００ｋＨｚ、４００ｋＨｚ、５００ｋＨｚ、６００ｋＨｚ、７００ｋＨｚ、８００ｋＨｚ、９００ｋＨｚ、１，０００ｋＨｚ、またはそれ以上の繰り返し周波数で適用されてもよい。単一量子ビット操作または２－量子ビット操作は、最大で約１，０００ｋＨｚ、９００ｋＨｚ、８００ｋＨｚ、７００ｋＨｚ、６００ｋＨｚ、５００ｋＨｚ、４００ｋＨｚ、３００ｋＨｚ、２００ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、９０ｋＨｚ、８０ｋＨｚ ７０ｋＨｚ、６０ｋＨｚ、５０ｋＨｚ、４０ｋＨｚ、３０ｋＨｚ、２０ｋＨｚ、１０ｋＨｚ、９ｋＨｚ、８ｋＨｚ、７ｋＨｚ、６ｋＨｚ、５ｋＨｚ、４ｋＨｚ、３ｋＨｚ、２ｋＨｚ、１ｋＨｚ、またはそれ以下の繰り返し周波数で適用されてもよい。単一量子ビット操作または２－量子ビット操作は、前述の値のうちの任意の２つによって定義された範囲内にある繰り返し周波数で適用されてもよい。

【0115】

電磁送達ユニットは、本明細書に記載される第１の量子ビット状態と第２の量子ビット状態との間に１以上のラマン遷移を誘起することによって、１以上の単一量子ビット操作を適用するように構成されてもよい。ラマン遷移は、本明細書に記載される^３Ｐ_０または^３Ｐ_１ラインから、離調されてもよい。例えば、ラマン遷移は、少なくとも約１ｋＨｚ、２ｋＨｚ、３ｋＨｚ、４ｋＨｚ、５ｋＨｚ、６ｋＨｚ、７ｋＨｚ、８ｋＨｚ、９ｋＨｚ、１０ｋＨｚ、２０ｋＨｚ、３０ｋＨｚ、４０ｋＨｚ、５０ｋＨｚ、６０ｋＨｚ、７０ｋＨｚ、８０ｋＨｚ、９０ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、２００ｋＨｚ、３００ｋＨｚ、４００ｋＨｚ、５００ｋＨｚ、６００ｋＨｚ、７００ｋＨｚ、８００ｋＨｚ、９００ｋＨｚ、１ＭＨｚ、２ＭＨｚ、３ＭＨｚ、４ＭＨｚ、５ＭＨｚ、６ＭＨｚ、７ＭＨｚ、８ＭＨｚ、９ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、２０ＭＨｚ、３０ＭＨｚ、４０ＭＨｚ、５０ＭＨｚ、６０ＭＨｚ、７０ＭＨｚ、８０ＭＨｚ、９０ＭＨｚ、１００ＭＨｚ、２００ＭＨｚ、３００ＭＨｚ、４００ＭＨｚ、５００ＭＨｚ、６００ＭＨｚ、７００ＭＨｚ、８００ＭＨｚ、９００ＭＨｚ、１ＧＨｚ、またはそれ以上、離調されてもよい。ラマン遷移は、最大で約１ＧＨｚ、９００ＭＨｚ、８００ＭＨｚ、７００ＭＨｚ、６００ＭＨｚ、５００ＭＨｚ、４００ＭＨｚ、３００ＭＨｚ、２００ＭＨｚ、１００ＭＨｚ、９０ＭＨｚ、８０ＭＨｚ、７０ＭＨｚ、６０ＭＨｚ、５０ＭＨｚ、４０ＭＨｚ、３０ＭＨｚ、２０ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、９ＭＨｚ、８ＭＨｚ、７ＭＨｚ、６ＭＨｚ、５ＭＨｚ、４ＭＨｚ、３ＭＨｚ、２ＭＨｚ、１ＭＨｚ、９００ｋＨｚ、８００ｋＨｚ、７００ｋＨｚ、６００ｋＨｚ、５００ｋＨｚ、４００ｋＨｚ、３００ｋＨｚ、２００ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、９０ｋＨｚ、８０ｋＨｚ、７０ｋＨｚ、６０ｋＨｚ、５０ｋＨｚ、４０ｋＨｚ ３０ｋＨｚ ２０ｋＨｚ １０ｋＨｚ ９ｋＨｚ、８ｋＨｚ、７ｋＨｚ、６ｋＨｚ、５ｋＨｚ、４ｋＨｚ、３ｋＨｚ、２ｋＨｚ、１ｋＨｚ、またはそれ以下、離調されてもよい。ラマン遷移は、前述の値のうちの任意の２つによって定義された範囲内にある値によって離調されてもよい。

【0116】

ラマン遷移は、１以上の空間光変調器（ＳＬＭ）または音響光学デフレクタ（ＡＯＤ）を使用して、個々に選択された原子上に誘起され、適用された無線周波数（ＲＦ）信号に基づいて、光ビームへの偏向角度および／または周波数シフトを付与してもよい。ＳＬＭあるいはＡＯＤは、顕微鏡対物レンズの後方焦点面上にＳＬＭアクティブ領域またはＡＯＤアクティブ領域を結像する、光学調整システムと結合していてもよい。顕微鏡対物レンズは、ＳＬＭまたはＡＯＤの位置の光学場上で空間フーリエ変換を実行してもよい。そのようにして、（ＲＦ周波数に比例し得る）角度は位置に変換されてもよい。例えば、ＡＯＤに無線周波数のコム（ｃｏｍｂ）を適用することは、対物レンズの焦点面のスポットの線形配列を生成してもよく、この時、各スポットは、（光学調整システムの点拡がり関数（ｐｏｉｎｔ ｓｐｒｅａｄ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）などの）光学調整システムの特性によって決定された有限範囲を有する。

【0117】

ラマン遷移を単一のＳＬＭまたはＡＯＤで単一原子に実行するために、１対の周波数が、ＳＬＭまたはＡＯＤに同時に適用されてもよい。１対の周波数の２つの周波数は、第１の量子ビット状態と第２の量子ビット状態との間の分裂エネルギーと一致するか、あるいはほぼ一致する周波数差を有していてもよい。例えば、周波数差は、最大で約１ＭＨｚ、９００ｋＨｚ、８００ｋＨｚ、７００ｋＨｚ、６００ｋＨｚ、５００ｋＨｚ、４００ｋＨｚ、３００ｋＨｚ、２００ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、９０ｋＨｚ、８０ｋＨｚ、７０ｋＨｚ、６０ｋＨｚ、５０ｋＨｚ、４０ｋＨｚ、３０ｋＨｚ、２０ｋＨｚ、１０ｋＨｚ、９ｋＨｚ、８ｋＨｚ、７ｋＨｚ、６ｋＨｚ、５ｋＨｚ、４ｋＨｚ、３ｋＨｚ、２ｋＨｚ、１ｋＨｚ、９００Ｈｚ、８００Ｈｚ、７００Ｈｚ、６００Ｈｚ、５００Ｈｚ、４００Ｈｚ、３００Ｈｚ、２００Ｈｚ、１００Ｈｚ、９０Ｈｚ、８０Ｈｚ、７０Ｈｚ、６０Ｈｚ、５０Ｈｚ、４０Ｈｚ、３０Ｈｚ、２０Ｈｚ、１０Ｈｚ、９Ｈｚ、８Ｈｚ、７Ｈｚ、６Ｈｚ、５Ｈｚ、４Ｈｚ、３Ｈｚ、２Ｈｚ、１Ｈｚ、またはそれ以下、分裂エネルギーと異なってもよい。例えば、周波数差は、最大約１Ｈｚ、２Ｈｚ、３Ｈｚ、４Ｈｚ、５Ｈｚ、６Ｈｚ、７Ｈｚ、８Ｈｚ、９Ｈｚ、１０Ｈｚ、２０Ｈｚ、３０Ｈｚ、４０Ｈｚ、５０Ｈｚ、６０Ｈｚ、７０Ｈｚ、８０Ｈｚ、９０Ｈｚ、１００Ｈｚ、２００Ｈｚ、３００Ｈｚ、４００Ｈｚ、５００Ｈｚ、６００Ｈｚ、７００Ｈｚ、８００Ｈｚ、９００Ｈｚ、１ｋＨｚ、２ｋＨｚ、３ｋＨｚ、４ｋＨｚ、５ｋＨｚ、６ｋＨｚ、７ｋＨｚ、８ｋＨｚ、９ｋＨｚ、１０ｋＨｚ、２０ｋＨｚ、３０ｋＨｚ、４０ｋＨｚ、５０ｋＨｚ、６０ｋＨｚ、７０ｋＨｚ、８０ｋＨｚ、９０ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、２００ｋＨｚ、３００ｋＨｚ、４００ｋＨｚ、５００ｋＨｚ、６００ｋＨｚ、７００ｋＨｚ、８００ｋＨｚ、９００ｋＨｚ、１ＭＨｚ、またはそれ以上、分裂エネルギーと異なってもよい。周波数差は、約０Ｈｚ、分裂エネルギーと異なっていてもよい。周波数差は、前述の値のうちの任意の２つによって定義された範囲内にある値、分裂エネルギーと異なっていてもよい。光学システムは、周波数差に対応する位置間隔が解消されないように、および、光が２つの周波数の両方で単一原子と相互作用するように、構成されてもよい。

【0118】

統合光学トラップユニットおよび電磁送達ユニット
本明細書に記載される光学トラップユニットと電磁送達ユニットは、単一の光学システムに統合されてもよい。顕微鏡対物レンズは、本明細書に記載される電磁送達ユニットによって生成された電磁放射を送達するために、かつ、本明細書に記載される光学トラップユニットによって生成された原子をトラップするための光を送達するために、使用されてもよい。代替的にまたは組み合わせにおいて、異なる対物レンズは、電磁送達ユニットによって生成された電磁放射を伝えて、かつ光学トラップユニットによって生成された原子のトラップから光を伝えるために用いられてもよい。

【0119】

単一のＳＬＭまたはＡＯＤは、原子の線形配列上の、（本明細書に記載される、任意の単一量子ビット操作または２－量子ビット操作などの）量子ビット操作の実施を可能にしてもよい。代替的にまたは組み合わせにおいて、２つの別々のＳＬＭまたはＡＯＤは、それぞれが直交偏光を有する光を処理するように構成されてもよい。直交偏光を有する光は、顕微鏡対物レンズの前で重なっていてもよい。そのようなスキームでは、本明細書に記載される二光子遷移内で使用される各光子は、別々のＳＬＭまたはＡＯＤによって対物レンズに通されてもよく、これにより、偏光制御を高めることができるかもしれない。量子ビット操作は、光を第１のＳＬＭまたはＡＯＤから、第１のＳＬＭまたはＡＯＤに対して、光学リレーを介して実質的に垂直に配向付けられている第２のＳＬＭまたはＡＯＤに届けることによって、原子の二次元配置上で実行されてもよい。代替的にまたは組み合わせにおいて、量子ビット操作は、ＳＬＭまたはＡＯＤの一次元配列を使用することによって、原子の二次元配置上で実行されてもよい。

【0120】

量子ビットゲート忠実度の安定性は、（本明細書に記載される光学トラップユニットまたは電磁送達ユニットに関連した光源などの）本明細書に記載される様々な光源からの光の重なりを維持することによって改善されてもよい。そのような重なりは、様々な光源によって放射される光の方向を測定する光学サブシステムによって維持されてもよく、光放射の方向のクローズドループ制御を可能にする。光学サブシステムは、顕微鏡対物レンズの前に位置するピックオフミラー（ｐｉｃｋｏｆｆ ｍｉｒｒｏｒ）を含んでもよい。ピックオフミラーは、少量の光をレンズに配向するように構成されてもよく、そのレンズがコリメートされたビームを収束し、かつ角度偏差を位置偏差に変換してもよい。側方効果ポジションセンサー（ｌａｔｅｒａｌ－ｅｆｆｅｃｔ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｓｅｎｓｏｒ）または４分割フォトダイオード（ｑｕａｄｒａｎｔ ｐｈｏｔｏｄｉｏｄｅ）などの位置感知光学検出器は、位置偏差を電子信号に変換してもよく、偏差に関する情報は、アクティブミラー（ａｃｔｉｖｅ ｍｉｒｒｏｒ）などの補正光学機器に供給されてもよい。

【0121】

量子ビットゲート操作の安定性は、（本明細書に記載される光学トラップユニットまたは電磁送達ユニットに関連した光源などの）本明細書に記載される様々な光源からの光の強度を制御することによって改善されてもよい。そのような強度制御は、様々な光源によって放射される光の強度を測定する光学サブシステムによって維持されてもよく、強度のクローズドループ制御を可能にする。各光源は、強度サーボ制御などの、強度アクチュエータに連結されてもよい。アクチュエータは、音響光学変調器（ＡＯＭ）または電気光学変調器（ＥＯＭ）を含んでもよい。強度は、本明細書に記載されるフォトダイオードまたは任意の他の光学検出器などの、光学検出器を使用して測定されてもよい。強度に関する情報は、強度を安定させるためにフィードバックループに統合されてもよい。

【0122】

状態調製ユニット
図５は、状態調製ユニット（２５０）の例を示す。状態調製ユニットは、本明細書に記載されるように、複数の原子の状態を調製するように構成されてもよい。状態調製ユニットは、光学トラップユニットに連結されてもよく、そして、状態調製ユニットによって調製された原子を、光学トラップユニットに配向してもよい。状態調製ユニットは、複数の原子を冷却するように構成されてもよい。状態調製ユニットは、複数の光学トラップサイトで複数の原子をトラップする前に、複数の原子を冷却するように構成されてもよい。

【0123】

状態調製ユニットは、１以上のゼーマン減速器を含んでもよい。例えば、状態調製ユニットは、ゼーマン減速器（２５１）を含んでもよい。図５では単一のゼーマン減速器を含むように描写されているが、状態調製ユニットは、少なくとも約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、またはそれ以上のゼーマン減速器、あるいは最大で約１０、９、８、７、６、５、４、３、２、または１のゼーマン減速器などの、任意の数のゼーマン減速器を含んでもよい。ゼーマン減速器は、複数の原子の１以上の原子を、第１の速度または速度の分布（例えば、原子源からの放出速度、室温、液体窒素温度、または任意の他の温度など）から、第１の速度または速度の分布より低い第２の速度に低下させるように構成されてもよい。

【0124】

第１の速度または速度の分布は、少なくとも約５０ケルビン（Ｋ）、６０Ｋ、７０Ｋ、８０Ｋ、９０Ｋ、１００Ｋ、２００Ｋ、３００Ｋ、４００Ｋ、５００Ｋ、６００Ｋ、７００Ｋ、８００Ｋ、９００Ｋ、１，０００Ｋ、またはそれ以上の温度と関係していてもよい。第１の速度または速度の分布は、最大で約１，０００Ｋ、９００Ｋ、８００Ｋ、７００Ｋ、６００Ｋ、５００Ｋ、４００Ｋ、３００Ｋ、２００Ｋ、１００Ｋ、９０Ｋ、８０Ｋ、７０Ｋ、６０Ｋ、５０Ｋ、またはそれ以下の温度と関係していてもよい。第１の速度または速度の分布は、前述の値のうちの任意の２つによって定義された範囲内にある温度と関係していてもよい。第２の速度は、毎秒少なくとも約１メートル（ｍ／ｓ）、２ｍ／ｓ、３ｍ／ｓ、４ｍ／ｓ、５ｍ／ｓ、６ｍ／ｓ、７ｍ／ｓ、８ｍ／ｓ、９ｍ／ｓ、１０ｍ／ｓ、またはそれ以上であってもよい。第２の速度は、最大で約１０ｍ／ｓ、９ｍ／ｓ、８ｍ／ｓ、７ｍ／ｓ、６ｍ／ｓ、５ｍ／ｓ、４ｍ／ｓ、３ｍ／ｓ、２ｍ／ｓ、１ｍ／ｓ、またはそれ以下であってもよい。第２の速度は、前述の値のうちの任意の２つによって定義された範囲内にあってもよい。ゼーマン減速器は、１Ｄゼーマン減速器を含んでもよい。

【0125】

状態調製ユニットは、第１の磁気光学トラップ（ＭＯＴ）（２５２）を含んでもよい。第１のＭＯＴは、原子を第１の温度に冷却するように構成されてもよい。第１の温度は、最大で約１０ミリケルビン（ｍＫ）、９ｍＫ、８ｍＫ、７ｍＫ、６ｍＫ、５ｍＫ、４ｍＫ、３ｍＫ、２ｍＫ、１ｍＫ、０．９ｍＫ、０．８ｍＫ、０．７ｍＫ、０．６ｍＫ、０．５ｍＫ、０．４ｍＫ、０．３ｍＫ、０．２ｍＫ、０．１ｍＫ、またはそれ以下であってもよい。第１の温度は、少なくとも約０．１ｍＫ、０．２ｍＫ、０．３ｍＫ、０．４ｍＫ、０．５ｍＫ、０．６ｍＫ、０．７ｍＫ、０．８ｍＫ、０．９ｍＫ、１ｍＫ、２ｍＫ、３ｍＫ、４ｍＫ、５ｍＫ、６ｍＫ、７ｍＫ、８ｍＫ、９ｍＫ、１０ｍＫ、またはそれ以上であってもよい。第１の温度は、前述の値のうちの任意の２つによって定義された範囲内にあってもよい。第１のＭＯＴは、１Ｄ ＭＯＴ、２Ｄ ＭＯＴ、または３Ｄ ＭＯＴを含んでもよい。

【0126】

第１のＭＯＴは、光を放射するように構成された、（本明細書に記載される任意の光源などの）１以上の光源を含んでもよい。光は、少なくとも約４００ｎｍ、４１０ｎｍ、４２０ｎｍ、４３０ｎｍ、４４０ｎｍ、４５０ｎｍ、４６０ｎｍ、４７０ｎｍ、４８０ｎｍ、４９０ｎｍ、５００ｎｍ、５１０ｎｍ、５２０ｎｍ、５３０ｎｍ、５４０ｎｍ、５５０ｎｍ、５６０ｎｍ、５７０ｎｍ、５８０ｎｍ、５９０ｎｍ、６００ｎｍ、６１０ｎｍ、６２０ｎｍ、６３０ｎｍ、６４０ｎｍ、６５０ｎｍ、６６０ｎｍ、６７０ｎｍ、６８０ｎｍ、６９０ｎｍ、７００ｎｍ、７１０ｎｍ、７２０ｎｍ、７３０ｎｍ、７４０ｎｍ、７５０ｎｍ、７６０ｎｍ、７７０ｎｍ、７８０ｎｍ、７９０ｎｍ、８００ｎｍ、８１０ｎｍ、８２０ｎｍ、８３０ｎｍ、８４０ｎｍ、８５０ｎｍ、８６０ｎｍ、８７０ｎｍ、８８０ｎｍ、８９０ｎｍ、９００ｎｍ、９１０ｎｍ、９２０ｎｍ、９３０ｎｍ、９４０ｎｍ、９５０ｎｍ、９６０ｎｍ、９７０ｎｍ、９８０ｎｍ、９９０ｎｍ、１，０００ｎｍ、またはそれ以上の１以上の波長を含んでもよい。光は、最大で約１，０００ｎｍ、９９０ｎｍ、９８０ｎｍ、９７０ｎｍ、９６０ｎｍ、９５０ｎｍ、９４０ｎｍ、９３０ｎｍ、９２０ｎｍ、９１０ｎｍ、９００ｎｍ、８９０ｎｍ、８８０ｎｍ、８７０ｎｍ、８６０ｎｍ、８５０ｎｍ、８４０ｎｍ、８３０ｎｍ、８２０ｎｍ、８１０ｎｍ、８００ｎｍ、７９０ｎｍ、７８０ｎｍ、７７０ｎｍ、７６０ｎｍ、７５０ｎｍ、７４０ｎｍ、７３０ｎｍ、７２０ｎｍ、７１０ｎｍ、７００ｎｍ、６９０ｎｍ、６８０ｎｍ、６７０ｎｍ、６６０ｎｍ、６５０ｎｍ、６４０ｎｍ、６３０ｎｍ、６２０ｎｍ、６１０ｎｍ、６００ｎｍ、５９０ｎｍ、５８０ｎｍ、５７０ｎｍ、５６０ｎｍ、５５０ｎｍ、５４０ｎｍ、５３０ｎｍ、５２０ｎｍ、５１０ｎｍ、５００ｎｍ、４９０ｎｍ、４８０ｎｍ、４７０ｎｍ、４６０ｎｍ、４５０ｎｍ、４４０ｎｍ、４３０ｎｍ、４２０ｎｍ、４１０ｎｍ、４００ｎｍ、またはそれ以下の１以上の波長を含んでもよい。光は、前述の値のうちの任意の２つによって定義された範囲内にある１以上の波長を含んでもよい。例えば、光は、４００ｎｍ～１，０００ｎｍ、５００ｎｍ～１，０００ｎｍ、６００ｎｍ～１，０００ｎｍ、６５０ｎｍ～１，０００ｎｍ、４００ｎｍ～９００ｎｍ、４００ｎｍ～８００ｎｍ、４００ｎｍ～７００ｎｍ、４００ｎｍ～６００ｎｍ、４００ｎｍ～５００ｎｍ、５００ｎｍ～７００ｎｍ、または６５０ｎｍ～７００ｎｍの範囲内にある１以上の波長を含んでもよい。

【0127】

状態調製ユニットは、第２のＭＯＴ（２５３）を含んでもよい。第２のＭＯＴは、原子を、第１の温度から、第１の温度より低い第２の温度に冷却するように構成されてもよい。第２の温度は、最大で約１００マイクロケルビン（μＫ）、９０μＫ、８０μＫ、７０μＫ、６０μＫ、５０μＫ、４０μＫ、３０μＫ、２０μＫ、１０μＫ、９μＫ、８μＫ、７μＫ、６μＫ、５μＫ、４μＫ、３μＫ、２μＫ、１μＫ、９００ナノケルビン（ｎＫ）、８００ｎＫ、７００ｎＫ、６００ｎＫ、５００ｎＫ、４００ｎＫ、３００ｎＫ、２００ｎＫ、１００ｎＫ、またはそれ以下であってもよい。第２の温度は、少なくとも約１００ｎＫ、２００ｎＫ、３００ｎＫ、４００ｎＫ、５００ｎＫ、６００ｎＫ、７００ｎＫ、８００ｎＫ、９００ｎＫ、１μＫ、２μＫ、３μＫ、４μＫ、５μＫ、６μＫ、７μＫ、８μＫ、９μＫ、１０μＫ、２０μＫ、３０μＫ、４０μＫ、５０μＫ、６０μＫ、７０μＫ、８０μＫ、９０μＫ、１００μＫ、またはそれ以上であってもよい。第２の温度は、前述の値のうちの任意の２つによって定義された範囲内にあってもよい。第２のＭＯＴは、１Ｄ ＭＯＴ、２Ｄ ＭＯＴ、または３Ｄ ＭＯＴを含んでもよい。

【0128】

第２のＭＯＴは、光を放射するように構成された、（本明細書に記載される任意の光源などの）１以上の光源を含んでもよい。光は、少なくとも約４００ｎｍ、４１０ｎｍ、４２０ｎｍ、４３０ｎｍ、４４０ｎｍ、４５０ｎｍ、４６０ｎｍ、４７０ｎｍ、４８０ｎｍ、４９０ｎｍ、５００ｎｍ、５１０ｎｍ、５２０ｎｍ、５３０ｎｍ、５４０ｎｍ、５５０ｎｍ、５６０ｎｍ、５７０ｎｍ、５８０ｎｍ、５９０ｎｍ、６００ｎｍ、６１０ｎｍ、６２０ｎｍ、６３０ｎｍ、６４０ｎｍ、６５０ｎｍ、６６０ｎｍ、６７０ｎｍ、６８０ｎｍ、６９０ｎｍ、７００ｎｍ、７１０ｎｍ、７２０ｎｍ、７３０ｎｍ、７４０ｎｍ、７５０ｎｍ、７６０ｎｍ、７７０ｎｍ、７８０ｎｍ、７９０ｎｍ、８００ｎｍ、８１０ｎｍ、８２０ｎｍ、８３０ｎｍ、８４０ｎｍ、８５０ｎｍ、８６０ｎｍ、８７０ｎｍ、８８０ｎｍ、８９０ｎｍ、９００ｎｍ、９１０ｎｍ、９２０ｎｍ、９３０ｎｍ、９４０ｎｍ、９５０ｎｍ、９６０ｎｍ、９７０ｎｍ、９８０ｎｍ、９９０ｎｍ、１，０００ｎｍ、またはそれ以上の１以上の波長を含んでもよい。光は、最大で約１，０００ｎｍ、９９０ｎｍ、９８０ｎｍ、９７０ｎｍ、９６０ｎｍ、９５０ｎｍ、９４０ｎｍ、９３０ｎｍ、９２０ｎｍ、９１０ｎｍ、９００ｎｍ、８９０ｎｍ、８８０ｎｍ、８７０ｎｍ、８６０ｎｍ、８５０ｎｍ、８４０ｎｍ、８３０ｎｍ、８２０ｎｍ、８１０ｎｍ、８００ｎｍ、７９０ｎｍ、７８０ｎｍ、７７０ｎｍ、７６０ｎｍ、７５０ｎｍ、７４０ｎｍ、７３０ｎｍ、７２０ｎｍ、７１０ｎｍ、７００ｎｍ、６９０ｎｍ、６８０ｎｍ、６７０ｎｍ、６６０ｎｍ、６５０ｎｍ、６４０ｎｍ、６３０ｎｍ、６２０ｎｍ、６１０ｎｍ、６００ｎｍ、５９０ｎｍ、５８０ｎｍ、５７０ｎｍ、５６０ｎｍ、５５０ｎｍ、５４０ｎｍ、５３０ｎｍ、５２０ｎｍ、５１０ｎｍ、５００ｎｍ、４９０ｎｍ、４８０ｎｍ、４７０ｎｍ、４６０ｎｍ、４５０ｎｍ、４４０ｎｍ、４３０ｎｍ、４２０ｎｍ、４１０ｎｍ、４００ｎｍ、またはそれ以下の１以上の波長を含んでもよい。光は、前述の値のうちの任意の２つによって定義された範囲内にある１以上の波長を含んでもよい。例えば、光は、４００ｎｍ～１，０００ｎｍ、５００ｎｍ～１，０００ｎｍ、６００ｎｍ～１，０００ｎｍ、６５０ｎｍ～１，０００ｎｍ、４００ｎｍ～９００ｎｍ、４００ｎｍ～８００ｎｍ、４００ｎｍ～７００ｎｍ、４００ｎｍ～６００ｎｍ、４００ｎｍ～５００ｎｍ、５００ｎｍ～７００ｎｍ、または６５０ｎｍ～７００ｎｍの範囲内にある１以上の波長を含んでもよい。

【0129】

図５では２つのＭＯＴを含むように描写されているが、状態調製ユニットは、少なくとも約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、またはそれ以上のＭＯＴ、あるいは最大で約１０、９、８、７、６、５、４、３、２、または１のＭＯＴなどの、任意の数のＭＯＴを含んでもよい。

【0130】

状態調製ユニットは、（例えば、各々があらゆる目的のためにその全体が本明細書に参照によって組み込まれている、「＜ｈｔｔｐｓ：／／ａｒｘｉｖ．ｏｒｇ／ａｂｓ／１８１０．０６６２６＞」に記載されているサイドバンド冷却ユニット、または、「＜ｈｔｔｐｓ：／／ａｒｘｉｖ．ｏｒｇ／ａｂｓ／１８１１．０６０１４＞」に記載されているシーシュポス冷却ユニットなどの）１以上のサイドバンド冷却ユニットまたはシーシュポス冷却ユニットを含んでもよい。例えば、状態調製ユニットは、サイドバンド冷却ユニットまたはシーシュポス冷却ユニット（２５４）を含んでもよい。図５では単一のサイドバンド冷却ユニットまたはシーシュポス冷却ユニットを含むように描写されているが、状態調製ユニットは、少なくとも約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、またはそれ以上のサイドバンド冷却ユニットまたはシーシュポス冷却ユニット、あるいは最大で約１０、９、８、７、６、５、４、３、２、または１のサイドバンド冷却ユニットまたはシーシュポス冷却ユニットなどの、任意の数のサイドバンド冷却ユニットまたはシーシュポス冷却ユニットを含んでもよい。サイドバンド冷却ユニットまたはシーシュポス冷却ユニットは、原子を第２の温度から、第２の温度より低い第３の温度に冷却するために、サイドバンド冷却を使用するように構成されてもよい。第３の温度は、最大で約１０μＫ、９μＫ、８μＫ、７μＫ、６μＫ、５μＫ、４μＫ、３μＫ、２μＫ、１μＫ、９００ｎＫ、８００ｎＫ、７００ｎＫ、６００ｎＫ、５００ｎＫ、４００ｎＫ、３００ｎＫ、２００ｎＫ、１００ｎＫ、９０ｎＫ、８０ｎＫ、７０ｎＫ、６０ｎＫ、５０ｎＫ、４０ｎＫ、３０ｎＫ、２０ｎＫ、１０ｎＫ、またはそれ以下であってもよい。第３の温度は、最大で１０ｎＫ、２０ｎＫ、３０ｎＫ、４０ｎＫ、５０ｎＫ、６０ｎＫ、７０ｎＫ、８０ｎＫ、９０ｎＫ、１００ｎＫ、２００ｎＫ、３００ｎＫ、４００ｎＫ、５００ｎＫ、６００ｎＫ、７００ｎＫ、８００ｎＫ、９００ｎＫ、１μＫ、２μＫ、３μＫ、４μＫ、５μＫ、６μＫ、７μＫ、８μＫ、９μＫ、１０μＫ、またはそれ以上であってもよい。第３の温度は、前述の値のうちの任意の２つによって定義された範囲内にあってもよい。

【0131】

サイドバンド冷却ユニットまたはシーシュポス冷却ユニットは、光を放射するように構成された、（本明細書に記載される任意の光源などの）１以上の光源を含んでもよい。光は、少なくとも約４００ｎｍ、４１０ｎｍ、４２０ｎｍ、４３０ｎｍ、４４０ｎｍ、４５０ｎｍ、４６０ｎｍ、４７０ｎｍ、４８０ｎｍ、４９０ｎｍ、５００ｎｍ、５１０ｎｍ、５２０ｎｍ、５３０ｎｍ、５４０ｎｍ、５５０ｎｍ、５６０ｎｍ、５７０ｎｍ、５８０ｎｍ、５９０ｎｍ、６００ｎｍ、６１０ｎｍ、６２０ｎｍ、６３０ｎｍ、６４０ｎｍ、６５０ｎｍ、６６０ｎｍ、６７０ｎｍ、６８０ｎｍ、６９０ｎｍ、７００ｎｍ、７１０ｎｍ、７２０ｎｍ、７３０ｎｍ、７４０ｎｍ、７５０ｎｍ、７６０ｎｍ、７７０ｎｍ、７８０ｎｍ、７９０ｎｍ、８００ｎｍ、８１０ｎｍ、８２０ｎｍ、８３０ｎｍ、８４０ｎｍ、８５０ｎｍ、８６０ｎｍ、８７０ｎｍ、８８０ｎｍ、８９０ｎｍ、９００ｎｍ、９１０ｎｍ、９２０ｎｍ、９３０ｎｍ、９４０ｎｍ、９５０ｎｍ、９６０ｎｍ、９７０ｎｍ、９８０ｎｍ、９９０ｎｍ、１，０００ｎｍ、またはそれ以上の１以上の波長を含んでもよい。光は、最大で約１，０００ｎｍ、９９０ｎｍ、９８０ｎｍ、９７０ｎｍ、９６０ｎｍ、９５０ｎｍ、９４０ｎｍ、９３０ｎｍ、９２０ｎｍ、９１０ｎｍ、９００ｎｍ、８９０ｎｍ、８８０ｎｍ、８７０ｎｍ、８６０ｎｍ、８５０ｎｍ、８４０ｎｍ、８３０ｎｍ、８２０ｎｍ、８１０ｎｍ、８００ｎｍ、７９０ｎｍ、７８０ｎｍ、７７０ｎｍ、７６０ｎｍ、７５０ｎｍ、７４０ｎｍ、７３０ｎｍ、７２０ｎｍ、７１０ｎｍ、７００ｎｍ、６９０ｎｍ、６８０ｎｍ、６７０ｎｍ、６６０ｎｍ、６５０ｎｍ、６４０ｎｍ、６３０ｎｍ、６２０ｎｍ、６１０ｎｍ、６００ｎｍ、５９０ｎｍ、５８０ｎｍ、５７０ｎｍ、５６０ｎｍ、５５０ｎｍ、５４０ｎｍ、５３０ｎｍ、５２０ｎｍ、５１０ｎｍ、５００ｎｍ、４９０ｎｍ、４８０ｎｍ、４７０ｎｍ、４６０ｎｍ、４５０ｎｍ、４４０ｎｍ、４３０ｎｍ、４２０ｎｍ、４１０ｎｍ、４００ｎｍ、またはそれ以下の１以上の波長を含んでもよい。光は、前述の値のうちの任意の２つによって定義された範囲内にある１以上の波長を含んでもよい。例えば、光は、４００ｎｍ～１，０００ｎｍ、５００ｎｍ～１，０００ｎｍ、６００ｎｍ～１，０００ｎｍ、６５０ｎｍ～１，０００ｎｍ、４００ｎｍ～９００ｎｍ、４００ｎｍ～８００ｎｍ、４００ｎｍ～７００ｎｍ、４００ｎｍ～６００ｎｍ、４００ｎｍ～５００ｎｍ、５００ｎｍ～７００ｎｍ、または６５０ｎｍ～７００ｎｍの範囲内にある１以上の波長を含んでもよい。

【0132】

状態調製ユニットは、１以上の光学ポンピングユニットを含んでもよい。例えば、状態調製ユニットは、光学ポンピングユニット（２５５）を含んでもよい。図５では単一の光学ポンピングユニットを含むように描写されているが、状態調製ユニットは、少なくとも約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、またはそれ以上の光学ポンピングユニット、あるいは最大で約１０、９、８、７、６、５、４、３、２、または１の光学ポンピングユニットなどの、任意の数の光学ポンピングユニットを含んでもよい。光学ポンピングユニットは、光を放出して、原子を原子状態の平衡分布から非平衡原子状態に、光学的にポンピングするように構成されてもよい。例えば、光学ポンピングユニットは、光を放出して、原子を原子状態の平衡分布から単一の純原子状態に、光学的にポンピングするように構成されてもよい。光学ポンピングユニットは、光を放出して、原子を基底原子状態、または任意の他の原子状態に、光学的にポンピングするように構成されてもよい。光学ポンピングユニットは、原子を任意の２つの原子状態間で光学的にポンピングするように構成されてもよい。光学ポンピングユニットは、光を放射するように構成された、（本明細書に記載される任意の光源などの）１以上の光源を含んでもよい。光は、少なくとも約４００ｎｍ、４１０ｎｍ、４２０ｎｍ、４３０ｎｍ、４４０ｎｍ、４５０ｎｍ、４６０ｎｍ、４７０ｎｍ、４８０ｎｍ、４９０ｎｍ、５００ｎｍ、５１０ｎｍ、５２０ｎｍ、５３０ｎｍ、５４０ｎｍ、５５０ｎｍ、５６０ｎｍ、５７０ｎｍ、５８０ｎｍ、５９０ｎｍ、６００ｎｍ、６１０ｎｍ、６２０ｎｍ、６３０ｎｍ、６４０ｎｍ、６５０ｎｍ、６６０ｎｍ、６７０ｎｍ、６８０ｎｍ、６９０ｎｍ、７００ｎｍ、７１０ｎｍ、７２０ｎｍ、７３０ｎｍ、７４０ｎｍ、７５０ｎｍ、７６０ｎｍ、７７０ｎｍ、７８０ｎｍ、７９０ｎｍ、８００ｎｍ、８１０ｎｍ、８２０ｎｍ、８３０ｎｍ、８４０ｎｍ、８５０ｎｍ、８６０ｎｍ、８７０ｎｍ、８８０ｎｍ、８９０ｎｍ、９００ｎｍ、９１０ｎｍ、９２０ｎｍ、９３０ｎｍ、９４０ｎｍ、９５０ｎｍ、９６０ｎｍ、９７０ｎｍ、９８０ｎｍ、９９０ｎｍ、１，０００ｎｍ、またはそれ以上の１以上の波長を含んでもよい。光は、最大で約１，０００ｎｍ、９９０ｎｍ、９８０ｎｍ、９７０ｎｍ、９６０ｎｍ、９５０ｎｍ、９４０ｎｍ、９３０ｎｍ、９２０ｎｍ、９１０ｎｍ、９００ｎｍ、８９０ｎｍ、８８０ｎｍ、８７０ｎｍ、８６０ｎｍ、８５０ｎｍ、８４０ｎｍ、８３０ｎｍ、８２０ｎｍ、８１０ｎｍ、８００ｎｍ、７９０ｎｍ、７８０ｎｍ、７７０ｎｍ、７６０ｎｍ、７５０ｎｍ、７４０ｎｍ、７３０ｎｍ、７２０ｎｍ、７１０ｎｍ、７００ｎｍ、６９０ｎｍ、６８０ｎｍ、６７０ｎｍ、６６０ｎｍ、６５０ｎｍ、６４０ｎｍ、６３０ｎｍ、６２０ｎｍ、６１０ｎｍ、６００ｎｍ、５９０ｎｍ、５８０ｎｍ、５７０ｎｍ、５６０ｎｍ、５５０ｎｍ、５４０ｎｍ、５３０ｎｍ、５２０ｎｍ、５１０ｎｍ、５００ｎｍ、４９０ｎｍ、４８０ｎｍ、４７０ｎｍ、４６０ｎｍ、４５０ｎｍ、４４０ｎｍ、４３０ｎｍ、４２０ｎｍ、４１０ｎｍ、４００ｎｍ、またはそれ以下の１以上の波長を含んでもよい。光は、前述の値のうちの任意の２つによって定義された範囲内にある１以上の波長を含んでもよい。例えば、光は、４００ｎｍ～１，０００ｎｍ、５００ｎｍ～１，０００ｎｍ、６００ｎｍ～１，０００ｎｍ、６５０ｎｍ～１，０００ｎｍ、４００ｎｍ～９００ｎｍ、４００ｎｍ～８００ｎｍ、４００ｎｍ～７００ｎｍ、４００ｎｍ～６００ｎｍ、４００ｎｍ～５００ｎｍ、５００ｎｍ～７００ｎｍ、または６５０ｎｍ～７００ｎｍの範囲内にある１以上の波長を含んでもよい。

【0133】

状態調製ユニットは、１以上のコヒーレント駆動ユニットを含んでもよい。例えば、状態調製ユニットは、コヒーレント駆動ユニット（２５６）を含んでもよい。図５では単一のコヒーレント駆動ユニットを含むように描写されているが、状態調製ユニットは、少なくとも約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、またはそれ以上のコヒーレント駆動ユニット、あるいは最大で約１０、９、８、７、６、５、４、３、２、または１のコヒーレント駆動ユニットなどの、任意の数のコヒーレント駆動ユニットを含んでもよい。コヒーレント駆動ユニットは、原子を非平衡状態から、本明細書に記載される第１の原子状態または第２の原子状態に、コヒーレントに駆動するように構成されてもよい。したがって、原子は、（例えば、特定の波長を放出する光源の利用可能性に基づいて、または他の要因に基づいて）アクセスするのに便利な原子状態に光学的にポンピングさた後に、量子計算を実行するのに有用な、本明細書に記載される原子状態にコヒーレントに駆動されてもよい。コヒーレント駆動ユニットは、非平衡状態と、第１の原子状態または第２の原子状態との間で、一光子遷移を誘起するように構成されてもよい。コヒーレント駆動ユニットは、非平衡状態と、第１の原子状態または第２の原子状態との間で、二光子遷移を誘起するように構成されてもよい。二光子遷移は、（本明細書に記載される２つのレーザーなどの）本明細書に記載される２つの光源からの光を使用して、誘起されてもよい。

【0134】

コヒーレント駆動ユニットは、光を放射するように構成された、（本明細書に記載される任意の光源などの）１以上の光源を含んでもよい。光は、少なくとも約４００ｎｍ、４１０ｎｍ、４２０ｎｍ、４３０ｎｍ、４４０ｎｍ、４５０ｎｍ、４６０ｎｍ、４７０ｎｍ、４８０ｎｍ、４９０ｎｍ、５００ｎｍ、５１０ｎｍ、５２０ｎｍ、５３０ｎｍ、５４０ｎｍ、５５０ｎｍ、５６０ｎｍ、５７０ｎｍ、５８０ｎｍ、５９０ｎｍ、６００ｎｍ、６１０ｎｍ、６２０ｎｍ、６３０ｎｍ、６４０ｎｍ、６５０ｎｍ、６６０ｎｍ、６７０ｎｍ、６８０ｎｍ、６９０ｎｍ、７００ｎｍ、７１０ｎｍ、７２０ｎｍ、７３０ｎｍ、７４０ｎｍ、７５０ｎｍ、７６０ｎｍ、７７０ｎｍ、７８０ｎｍ、７９０ｎｍ、８００ｎｍ、８１０ｎｍ、８２０ｎｍ、８３０ｎｍ、８４０ｎｍ、８５０ｎｍ、８６０ｎｍ、８７０ｎｍ、８８０ｎｍ、８９０ｎｍ、９００ｎｍ、９１０ｎｍ、９２０ｎｍ、９３０ｎｍ、９４０ｎｍ、９５０ｎｍ、９６０ｎｍ、９７０ｎｍ、９８０ｎｍ、９９０ｎｍ、１，０００ｎｍ、またはそれ以上の１以上の波長を含んでもよい。光は、最大で約１，０００ｎｍ、９９０ｎｍ、９８０ｎｍ、９７０ｎｍ、９６０ｎｍ、９５０ｎｍ、９４０ｎｍ、９３０ｎｍ、９２０ｎｍ、９１０ｎｍ、９００ｎｍ、８９０ｎｍ、８８０ｎｍ、８７０ｎｍ、８６０ｎｍ、８５０ｎｍ、８４０ｎｍ、８３０ｎｍ、８２０ｎｍ、８１０ｎｍ、８００ｎｍ、７９０ｎｍ、７８０ｎｍ、７７０ｎｍ、７６０ｎｍ、７５０ｎｍ、７４０ｎｍ、７３０ｎｍ、７２０ｎｍ、７１０ｎｍ、７００ｎｍ、６９０ｎｍ、６８０ｎｍ、６７０ｎｍ、６６０ｎｍ、６５０ｎｍ、６４０ｎｍ、６３０ｎｍ、６２０ｎｍ、６１０ｎｍ、６００ｎｍ、５９０ｎｍ、５８０ｎｍ、５７０ｎｍ、５６０ｎｍ、５５０ｎｍ、５４０ｎｍ、５３０ｎｍ、５２０ｎｍ、５１０ｎｍ、５００ｎｍ、４９０ｎｍ、４８０ｎｍ、４７０ｎｍ、４６０ｎｍ、４５０ｎｍ、４４０ｎｍ、４３０ｎｍ、４２０ｎｍ、４１０ｎｍ、４００ｎｍ、またはそれ以下の１以上の波長を含んでもよい。光は、前述の値のうちの任意の２つによって定義された範囲内にある１以上の波長を含んでもよい。例えば、光は、４００ｎｍ～１，０００ｎｍ、５００ｎｍ～１，０００ｎｍ、６００ｎｍ～１，０００ｎｍ、６５０ｎｍ～１，０００ｎｍ、４００ｎｍ～９００ｎｍ、４００ｎｍ～８００ｎｍ、４００ｎｍ～７００ｎｍ、４００ｎｍ～６００ｎｍ、４００ｎｍ～５００ｎｍ、５００ｎｍ～７００ｎｍ、または６５０ｎｍ～７００ｎｍの範囲内にある１以上の波長を含んでもよい。

【0135】

コヒーレント駆動ユニットは、非平衡状態と、第１の原子状態または第２の原子状態との間で、ＲＦ遷移を誘起するように構成されてもよい。コヒーレント駆動ユニットは、ＲＦ遷移を誘起するように構成された、電磁放射を放射するように構成された、１以上の電磁放射源を含んでもよい。コヒーレント駆動ユニットは、ＲＦ放射を放射するように構成された、（本明細書に記載される任意のＲＦソースなどの）１以上のＲＦソースを含んでもよい。ＲＦ放射は、少なくとも約１０センチメートル（ｃｍ）、２０ｃｍ、３０ｃｍ、４０ｃｍ、５０ｃｍ、６０ｃｍ、７０ｃｍ、８０ｃｍ、９０ｃｍ、１メートル（ｍ）、２ｍ、３ｍ、４ｍ、５ｍ、６ｍ、７ｍ、８ｍ、９ｍ、１０ｍ、またはそれ以上の１以上の波長を含んでもよい。ＲＦ放射は、最大で約１０ｍ、９ｍ、８ｍ、７ｍ、６ｍ、５ｍ、４ｍ、３ｍ、２ｍ、１ｍ、９０ｃｍ、８０ｃｍ、７０ｃｍ、６０ｃｍ、５０ｃｍ、４０ｃｍ、３０ｃｍ、２０ｃｍ、１０ｃｍ、またはそれ以下の１以上の波長を含んでもよい。ＲＦ放射は、前述の値のうちの任意の２つによって定義された範囲内にある１以上の波長を含んでもよい。代替的にまたは組み合わせにおいて、コヒーレント駆動ユニットは、ＲＦ遷移に対応する二光子遷移を誘起するように構成された、（本明細書に記載される任意の光源などの）１以上の光源を含んでもよい。

【0136】

コントローラ
光学トラップユニット、電磁送達ユニット、もつれユニット、読み出し光学ユニット、真空ユニット、撮像ユニット、空間形状ＡＩユニット、空間配置ＡＩユニット、原子再配置ユニット、状態調製ユニット、サイドバンド冷却ユニット、光学ポンピングユニット、コヒーレント駆動ユニット、電磁エネルギーＡＩユニット、原子リザーバー、原子運動ユニット、またはリュードベリ励起ユニットは、１以上の光学トラップユニット、電磁送達ユニット、もつれユニット、読み出し光学ユニット、真空ユニット、撮像ユニット、空間形状ＡＩユニット、空間配置ＡＩユニット、原子再配置ユニット、状態調製ユニット、サイドバンド冷却ユニット、光学ポンピングユニット、コヒーレント駆動ユニット、電磁エネルギーＡＩユニット、原子リザーバー、原子運動ユニット、またはリュードベリ励起ユニットに（例えば１以上の電子接続によって）接続される、（１以上の電子回路またはコントローラなどの）１以上の回路またはコントローラを含んでもよい。該回路またはコントローラは、１以上の光学トラップユニット、電磁送達ユニット、もつれユニット、読み出し光学ユニット、真空ユニット、撮像ユニット、空間形状ＡＩユニット、空間配置ＡＩユニット、原子再配置ユニット、状態調製ユニット、サイドバンド冷却ユニット、光学ポンピングユニット、コヒーレント駆動ユニット、電磁エネルギーＡＩユニット、原子リザーバー、原子運動ユニット、またはリュードベリ励起ユニットを制御するように構成されてもよい。

【0137】

非古典的コンピュータ
一態様では、本開示は、非古典的コンピュータを提供し、該コンピュータは、６０を上回る原子を含む複数の量子ビットであって、各々の原子は、複数の空間的に個別の光学トラップサイトの、ある光学トラップサイト内でトラップされ、ここで、複数の量子ビットは、少なくとも第１の量子ビット状態と第２の量子ビット状態を含み、ここで、第１の量子ビット状態が第１の原子状態を含み、そして第２の量子ビット状態が第２の原子状態を含む、複数の量子ビットと、複数の量子ビットの１以上の量子ビットに電磁エネルギーを加えるように構成された、１以上の電磁送達ユニットであって、これによって、１以上の量子ビットに非古典的操作を付与し、該非古典的操作が、少なくとも第１の量子ビット状態と第２の量子ビット状態との間で、重ね合わせを含む、１以上の電磁送達ユニットと、重ね合わせ状態の複数の量子ビットの少なくともサブセットを、複数の量子ビットの少なくとも別の量子ビットと、量子学的にもつれさせるように構成された、１以上のもつれユニットと、１以上の量子ビットの１以上の測定を実行するように構成された、１以上の読み出し光学ユニットであって、これによって、非古典的計算を得る、１以上の読み出し光学ユニットと、を含む。

【0138】

一態様では、本開示は、非古典的コンピュータを提供し、該コンピュータは、各々の原子が、複数の空間的に個別の光学トラップサイトの、ある光学トラップサイト内でトラップされた、６０を上回る原子を含む複数の量子ビットを含む。

【0139】

非古典的計算を実行するための方法
一態様では、本開示は、非古典的計算を実行するための方法を提供し、該方法は、（ａ）複数の空間的に個別の光学トラップサイトを生成する工程であって、複数の光学トラップサイトは、複数の原子をトラップするように構成され、複数の原子は、６０を上回る原子を含む、工程と、（ｂ）複数の原子の１以上の原子に電磁エネルギーを加える工程であって、これによって、１以上の原子に、第１の原子状態および第１の原子状態とは異なる少なくとも第２の原子状態の、１以上の重ね合わせ状態を採用するように誘起する、工程と、（ｃ）１以上の重ね合わせ状態の１以上の原子の少なくともサブセットを、複数の原子の少なくとも別の原子と、量子学的にもつれさせる工程と、（ｄ）非古典的計算を得るために、１以上の重ね合わせ状態の１以上の光学測定を実行する工程と、を含む。

【0140】

図６は、非古典的計算を実行するための第１の方法（６００）の例に関するフローチャートを示す。

【0141】

第１の操作（６１０）で、方法（６００）は、複数の空間的に個別の光学トラップサイトを生成する工程を含んでもよい。複数の光学トラップユニットは、複数の原子をトラップするように構成されてもよい。複数の原子は、６０を上回る原子を含んでもよい。光学トラップサイトは、本明細書に記載される任意の光学トラップサイトも含んでもよい。原子は、本明細書に記載される任意の原子を含んでもよい。

【0142】

第２の操作（６２０）では、方法（６００）は、複数の原子の１以上の原子に電磁エネルギーを加える工程であって、これによって、１以上の原子に、第１の原子状態および第１の原子状態とは異なる少なくとも第２の原子状態の、１以上の重ね合わせ状態を採用するように誘起する、工程、を含んでもよい。電磁エネルギーは、本明細書に記載される任意の電磁エネルギーを含んでもよい。第１の原子状態は、本明細書に記載される任意の第１の原子状態を含んでもよい。第２の原子状態は、本明細書に記載される任意の第２の原子状態を含んでもよい。

【0143】

第２の操作（６３０）で、方法（６００）は、１以上の重ね合わせ状態の１以上の原子の少なくともサブセットを、複数の原子の少なくとも別の原子と、量子学的にもつれさせる工程を含んでもよい。原子は、（例えば、図２に関して本明細書に記載されるような）本明細書に記載される任意の方法で、量子学的にもつれていてもよい。

【0144】

第４の操作（６４０）では、方法（６００）は、非古典的計算を得るために、１以上の重ね合わせ状態の１以上の光学的測定を実行する工程を含んでもよい。該光学的測定は、本明細書に記載される任意の光学的測定を含んでもよい。

【0145】

一態様では、本開示は、非古典的計算を実行するための方法を提供し、該方法は、（ａ）６０を上回る原子を含む複数の量子ビットを提供する工程であって、各々の原子は、複数の空間的に個別の光学トラップサイトの、ある光学トラップサイト内でトラップされ、ここで、複数の量子ビットは、少なくとも第１の量子ビット状態と第２の量子ビット状態を含み、ここで、第１の量子ビット状態が第１の原子状態を含み、そして第２の量子ビット状態が第２の原子状態を含む、工程と、（ｂ）複数の量子ビットの１以上の量子ビットに電磁エネルギーを加える工程であって、これによって、１以上の量子ビットに非古典的操作を付与し、該非古典的操作が、少なくとも第１の量子ビット状態と第２の量子ビット状態との間で、重ね合わせを含む、工程と、（ｃ）重ね合わせ状態の複数の量子ビットの少なくともサブセットを、複数の量子ビットの少なくとも別の量子ビットと、量子学的にもつれさせる工程と、（ｄ）１以上の量子ビットの１以上の光学測定を実行する工程であって、これによって、非古典的計算を得る、工程と、を含む。

【0146】

図７は、非古典的計算を実行するための第２の方法（７００）の例に関するフローチャートを示す。

【0147】

第１の操作（７１０）では、方法（７００）は、６０を上回る原子を含む複数の量子ビットを提供する工程であって、各々の原子は、複数の空間的に個別の光学トラップサイトの、ある光学トラップサイト内でトラップされ、ここで、複数の量子ビットは、少なくとも第１の量子ビット状態と第２の量子ビット状態を含み、ここで、第１の量子ビット状態が第１の原子状態を含み、そして第２の量子ビット状態が第２の原子状態を含む、工程、を含んでもよい。光学トラップサイトは、本明細書に記載される任意の光学トラップサイトを含んでもよい。量子ビットは、本明細書に記載される任意の量子ビットを含んでもよい。原子は、本明細書に記載される任意の原子を含んでもよい。第１の量子ビット状態は、本明細書に記載される任意の第１の量子ビット状態を含んでもよい。第２の量子ビット状態は、本明細書に記載される任意の第２の量子ビット状態を含んでもよい。第１の原子状態は、本明細書に記載される任意の第１の原子状態を含んでもよい。第２の原子状態は、本明細書に記載される任意の第２の原子状態を含んでもよい。

【0148】

第２の操作（７２０）では、方法（７００）は、複数の量子ビットの１以上の量子ビットに電磁エネルギーを加える工程であって、これによって、１以上の量子ビットに非古典的操作を付与し、該非古典的操作が、少なくとも第１の量子ビット状態と第２の量子ビット状態との間で、重ね合わせを含む、工程、を含んでもよい。電磁エネルギーは、本明細書に記載される任意の電磁エネルギーを含んでもよい。

【0149】

第３の操作（７３０）では、方法（７００）は、重ね合わせ状態の複数の量子ビットの少なくともサブセットを、複数の量子ビットの少なくとも別の量子ビットと、量子学的にもつれさせる工程を含んでもよい。量子ビットは、（例えば、図２に関して本明細書に記載されるような）本明細書に記載される任意の方法で、量子学的にもつれていてもよい。

【0150】

第４の操作（７４０）では、方法（７００）は、１以上の量子ビットの１以上の光学的測定を実行する工程であって、これによって、非古典的計算を得る、工程、を含んでもよい。該光学的測定は、本明細書に記載される任意の光学的測定を含んでもよい。

【0151】

一態様では、本開示は、非古典的計算を実行するための方法を提供し、該方法は、（ａ）各々の原子が、複数の空間的に個別の光学トラップサイトの、ある光学トラップサイト内でトラップされた、６０を上回る原子を含む複数の量子ビットを提供する工程と、（ｂ）非古典的計算を実行するために、複数の量子ビットの少なくともサブセットを使用する工程と、を含む。

【0152】

図８は、非古典的計算を実行するための第３の方法（８００）の例に関するフローチャートを示す。

【0153】

第１の操作（８１０）では、方法（８００）は、各々の原子が、複数の空間的に個別の光学トラップサイトの、ある光学トラップサイト内でトラップされた、６０を上回る原子を含む複数の量子ビットを提供する工程、を含んでもよい。量子ビットは、本明細書に記載される任意の量子ビットを含んでもよい。原子は、本明細書に記載される任意の原子を含んでもよい。光学トラップサイトは、本明細書に記載される任意の光学トラップサイトを含んでもよい。

【0154】

第２の操作（８２０）では、方法（８００）は、非古典的計算を実行するために、複数の量子ビットの少なくともサブセットを使用する工程、を含む。

【0155】

コンピュータシステム
図１は、（本明細書に記載される、非古典的計算を実行するためのシステムまたは方法などの）本明細書に記載される任意の方法またはシステムを操作するようにプログラムされるか、そうでなければ構成される、コンピュータシステム（１０１）を示す。コンピュータシステム（１０１）は、本開示の様々な態様を調節することができる。コンピュータシステム（１０１）は、ユーザーの電子デバイス、または電子デバイスに対して遠隔に位置するコンピュータシステムであり得る。電子デバイスはモバイル電子デバイスでもよい。

【0156】

コンピュータシステム（１０１）は、中央処理装置（ＣＰＵ、本明細書では「プロセッサ」及び「コンピュータプロセッサ」とも称される）（１０５）を含み、これは、シングルコア又はマルチコアのプロセッサ、あるいは並行処理のための複数のプロセッサであり得る。コンピュータシステム（１０１）は、メモリまたは記憶場所（１１０）（例えば、ランダムアクセスメモリ、読み取り専用メモリ、フラッシュメモリ）、電子記憶装置（１１５）（例えば、ハードディスク）、１以上の他のシステムと通信するための通信インターフェース（１２０）（例えば、ネットワークアダプタ）、および周辺機器（１２５）、例えば、キャッシュ、他のメモリ、データ記憶装置、および／または電子ディスプレイアダプタも含む。メモリ（１１０）、記憶装置（１１５）、インターフェース（１２０）、および周辺機器（１２５）は、マザーボードなどの通信バス（実線）を通じて、ＣＰＵ（１０５）と通信する。記憶装置（１１５）は、データを保存するためのデータ記憶装置（またはデータレポジトリ）であり得る。コンピュータシステム（１０１）は、通信インターフェース（１２０）の助けによってコンピュータネットワーク（「ネットワーク」）（１３０）に操作可能に連結され得る。ネットワーク（１３０）は、インターネットおよび／またはエクストラネット、インターネットと通信状態にあるイントラネットおよび／またはエクストラネットであり得る。場合によってはネットワーク（１３０）は、電気通信および／またはデータのネットワークである。ネットワーク（１３０）は、１以上のコンピュータサーバーを含むことができ、これはクラウドコンピューティングなどの分散コンピューティングを可能にし得る。ネットワーク（１３０）は、場合によってはコンピュータシステム（１０１）の助けにより、ピアツーピア・ネットワークを実装することができ、これは、コンピュータシステム（１０１）に連結されたデバイスが、クライアントまたはサーバーとして動くことを可能にし得る。

【0157】

ＣＰＵ（１０５）は、プログラム又はソフトウェアに統合され得る一連の機械可読命令を実行することができる。この命令は、メモリ（１１０）などのメモリ位置に保存され得る。この命令は、ＣＰＵ（１０５）に向けることができ、これは後に、本開示の方法を実施するようにＣＰＵ（１０５）をプログラムする、または構成することができる。ＣＰＵ（１０５）によって実行される操作の例は、フェッチ、デコード、実行、およびライトバックを含み得る。

【0158】

ＣＰＵ（１０５）は、集積回路などの回路の一部であり得る。システム（１０１）の１以上の他のコンポーネントを回路に含めることができる。場合によっては、回路は特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）である。

【0159】

記憶装置（１１５）は、ドライバ、ライブラリ、及びセーブされたプログラムなどのファイルを記憶することができる。記憶装置（１１５）は、ユーザーデータ、例えばユーザーの嗜好性およびユーザーのプログラムを保存することができる。コンピュータシステム（１０１）は、場合によっては、イントラネットまたはインターネットを通じてコンピュータシステム（１０１）と通信状態にあるリモートサーバー上に位置付けられるなどした、コンピュータシステム（１０１）の外側にある１以上の追加のデータ記憶装置を含み得る。

【0160】

コンピュータシステム（１０１）は、ネットワーク（１３０）を通じて１以上のリモートコンピュータシステムと通信することができる。例えば、コンピュータシステム（１０１）は、ユーザーのリモートコンピュータシステムと通信することができる。リモートコンピュータシステムの例は、パーソナルコンピュータ（例えば、持ち運び可能なＰＣ）、スレートまたはタブレットＰＣ（例えば、Ａｐｐｌｅ（登録商標）ｉＰａｄ（登録商標）、Ｓａｍｓｕｎｇ（登録商標）Ｇａｌａｘｙ Ｔａｂ）、電話、スマートフォン（例えば、Ａｐｐｌｅ（登録商標）ｉＰｈｏｎｅ（登録商標）、Ａｎｄｒｏｉｄ－ｅｎａｂｌｅｄデバイス、Ｂｌａｃｋｂｅｒｒｙ（登録商標））、または個人向けの情報端末を含む。ユーザーは、ネットワーク（１３０）を介してコンピュータシステム（１０１）にアクセスすることができる。

【0161】

本明細書に記載されるような方法は、例えばメモリ（１１０）又は電子記憶装置（１１５）の上など、コンピュータシステム（１０１）の電子記憶装置の位置に記憶された機械（例えばコンピュータプロセッサ）実行可能コードによって実施することができる。機械実行可能コードまたは機械可読コードは、ソフトウェアの形で提供することができる。使用中、コードはプロセッサ（１０５）によって実行され得る。場合によっては、コードは、記憶装置（１１５）から検索され、かつプロセッサ（１０５）による即時のアクセスのためにメモリ（１１０）に保存することができる。いくつかの状況では、電子記憶装置（１１５）は除外することができ、機械実行可能命令がメモリ（１１０）に保存される。

【0162】

コードは、コードを実行するのに適したプロセッサを有する機械との使用のために予めコンパイルされ、かつ構成されることが可能であり、あるいは、実行時間中にコンパイルされることが可能である。コードは、あらかじめコンパイルされたまたはアズコンパイルされた（ａｓ－ｃｏｍｐｉｌｅｄ）様式でコードが実行を可能にするために選択され得るプログラミング言語で供給され得る。

【0163】

コンピュータシステム（１０１）などの、本明細書で提供されるシステムと方法の態様は、プログラミングの際に統合され得る。この技術の様々な態様は、典型的に一種の機械可読媒体上で運ばれるまたはそれに埋め込まれる機械（またはプロセッサ）実行可能コードおよび／または関連データの形で、「製品」または「製造用品」として考慮され得る。機械実行可能コードは、メモリ（例えば、読み取り専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、フラッシュメモリ）またはハードディスクなどの電子記憶装置に記憶することができる。「記憶」型の媒体は、様々な半導体メモリ、テープドライブ、ディスクドライブなどの、コンピュータやプロセッサの有形メモリ、あるいはその関連するモジュールのいずれかまたは全てを含むことができ、これらは、ソフトウェアのプログラミングのためにいかなる時も非一時的な記憶を提供し得る。ソフトウェアの全てまたは一部は、インターネットまたは様々な他の電気通信ネットワークを通じて時々通信される。そのような通信は、例えば、１つのコンピュータまたはプロセッサから別のものへの、例えば、管理サーバーまたはホストコンピュータからアプリケーションサーバーのコンピュータプラットフォームへの、ソフトウェアのローディングを可能にし得る。したがって、ソフトウェア要素を持ち得る別のタイプの媒体は、有線および光地上通信線ネットワークを通じた、および様々なエアリンク（ａｉｒ－ｌｉｎｋｓ）上での、ローカルデバイス間の物理インターフェースにわたって使用されるものなどの、光波、電波、および電磁波を含む。有線または無線リンク、光リンクなどの、そのような波を運ぶ物理要素はまた、ソフトウェアを持つ媒体として考慮され得る。本明細書で使用されるように、非一時的で有形の「記憶」媒体に制限されない限り、コンピュータまたは機械「可読媒体」などの用語は、実行のためにプロセッサに命令を提供することに関与する任意の媒体を指す。

【0164】

従って、コンピュータ実行可能コードなどの機械可読媒体は、有形記憶媒体、搬送波媒体、または物理送信媒体を含むがこれらに限定されない、多くの形態をとってもよい。不揮発性記憶媒体は、例えば、図面に示されるデータベースなどを実装するために使用され得るものなど、コンピュータなどにおける記憶デバイスのいずれかといった、光ディスクまたは磁気ディスクを含む。揮発性記憶媒体は、そのようなコンピュータプラットフォームのメインメモリなどのダイナミックメモリを含む。有形送信媒体は、コンピュータシステム内のバスを含むワイヤを含む、銅線および光ファイバーの同軸ケーブルを含む。搬送波送信媒体は、無線周波数（ＲＦ）および赤外線（ＩＲ）データ通信中に生成されたものなどの、電気信号または電磁気信号、あるいは音波または光波の形態をとり得る。それゆえ、コンピュータ可読媒体の共通の形態は、例えば、フロッピーディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、他の磁気媒体、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ、またはＤＶＤ－ＲＯＭ、他の光学媒体、パンチカード、紙テープ、穴のパターンを有する他の物理的な記憶媒体、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、およびＥＰＲＯＭ、ＦＬＡＳＨ－ＥＰＲＯＭ、他のメモリチップまたはカートリッジ、データまたは命令を運ぶ搬送波、そのような搬送波を伝達するケーブルまたはリンク、あるいはコンピュータがプログラミングのコードおよび／またはデータを読み取り得る他の媒体を含む。コンピュータ可読媒体のこれらの形態の多くは、実行のためにプロセッサに１以上の命令の１以上のシーケンスを運ぶことに関与し得る。

【0165】

コンピュータシステム（１０１）は、ユーザーインターフェース（ＵＩ）（１４０）を含む電子ディスプレイ（１３５）を含むか、またはそれと通信し得る。ＵＩの例は、限定されないが、グラフィカルユーザーインターフェース（ＧＵＩ）およびウェブベースのユーザーインターフェースを含む。

【0166】

本開示の方法とシステムは、１以上のアルゴリズムによって実施することができる。アルゴリズムは、中央処理装置（１０５）による実行時にソフトウェアによって実施され得る。アルゴリズムは、例えば、本明細書に記載される非古典的計算を実行するための方法を実施することができる。

【実施例】

【0167】

次の実施例では、ストロンチウム－８７（Ｉ＝９／２）の１０の核スピン準位をモデル化し、２準位システム（つまり量子ビット）を実証した。量子ビット遷移のスペクトル分離を達成するために、望ましくない遷移を量子ビット周波数からシフトさせる、シュタルクシフトスキーム（Ｓｔａｒｋ－ｓｈｉｆｔ ｓｃｈｅｍｅ）を利用した。分離スキームは、達成可能なラビ周波数について効果的な分離を改善する可能性があり、シフトまたは残留散乱を介した実際の量子ビット状態への影響を低減したり、完全な偏光制御を必要としなかったり、合理的な量の光パワーでアクセスできたりする。^１Ｓ_０－^３Ｐ_１の共鳴の特性を特徴づけた。

【0168】

図１０Ａでは、トイモデル（ｔｏｙ ｍｏｄｅｌ）を利用して、３つの関連する核スピン状態のシフトを実証した。量子ビット部分空間を作り出すｍＦ＝９／２準位とｍＦ＝７／２準位、および漏れｍＦ＝５／２準位。ここで、７００ガウスの磁場の一連の原子に向けられた、単一で、円偏光の、広範囲におよぶａｃシュタルクビームの挙動を、シミュレーションした。加えて、意図された円偏光で、１００：１の偏光純度が想定された。^１Ｓ_０－^３Ｐ_１共鳴からのＡＣシュタルクビームについての各離調において、各々の核スピン準位で、シフトが発生した。さらなる明確化のために、量子ビット周波数（ｍＦ＝９／２とｍＦ＝７／２のドレスエネルギーとの間の差）、および、漏れ遷移周波数（ｍＦ＝７／２とｍＦ＝５／２のドレス状態との間の差）をプロットした。

【0169】

図１０Ｂは、シュタルクシフトが量子ビット周波数に最小限の影響を与えながら、漏れ遷移を大幅に移動させたことを、示す。このことは、高磁場における準位分裂に対する、^３Ｐ_１共鳴の狭い線幅によって可能になるかもしれない。周波数は符号付きの量としてプロットされているが、量子化軸と光の送達に関連する微妙な点により、この周波数の絶対値は適切なものとなり、そのため、シュタルクシフトが、漏れ状態を量子ビット周波数のごく近傍に移動させるという特徴が現れる。各離調において、周波数の混雑を想定して達成可能な最大使用可能ラビ周波数を定義することができる。この二光子ラビ周波数でパイパルス時間（ｐｉ－ｐｕｌｓｅ ｔｉｍｅ）を推測することができ、そしてＡＣシュタルクビームのオフレゾナント（ｏｆｆ－ｒｅｓｏｎａｎｔ）な相互作用によって発生する、散乱イベントの数を見ることができる（図１０Ａ）。

【0170】

ここでは、ラマン散乱とレイリー散乱とを区別しておらず、そのため、ゲートごとのＡＣシュタルク誘起の散乱エラーのワーストケースシナリオ（ｗｏｒｓｔ－ｃａｓｅ ｓｃｅｎａｒｉｏ）であると想定される。単一量子ビットゲートを実行するために、光をコヒーレントに制御し、^３Ｐ_１共鳴から離調された２つのビームを使用して、二光子遷移を作動させた。^３Ｐ_１マニホールド状態のいずれかからの残留散乱は、遷移の７ｋＨｚの線幅により、本質的に低いかもしれない。ＡＣシュタルクシフトビームの効果を含め、^３Ｐ_１超微細磁気サブ準位の広がりを利用して、Ｆ＝１１／２マニホールドから離調されたＡＣシュタルクビームと、Ｆ＝７／２マニホールドから離調された多光子１Ｑ光との間のエネルギースケールを分離することができる。２つの基底状態といくつかの励起状態を含む単純なトイモデルは、パワーのスケーリング（ｓｃａｌｉｎｇ ｏｆ ｐｏｗｅｒｓ）、スポットサイズ（ｓｐｏｔ ｓｉｚｅ）、および達成可能なラビ率（Ｒａｂｉ ｒａｔｅ）についての洞察を得るのに十分であった。しかし、すべての磁気サブ準位を含む無数の準位（^１Ｓ_０（Ｆ＝９／２）、^３Ｐ_１（Ｆ＝７／２、９／２、１１／２））が含まれるため、全ての関連準位を含むフルスケールでのシミュレーションを実行する必要があるかもしれない。完全な実行を検証するために、複数の光場を有するすべての４０の準位を利用して数値モデルを構築し、望ましい偏光と望ましくない偏光の両方を表した。単純な方形パルスを利用して、他の核スピン状態への遷移が、ＡＣシュタルクビームで抑えられることが、確認できる（図１１Ａと図１１Ｂ）。

【0171】

図１２Ａと図１２Ｂは、正方形配列や任意配列などで、ＳＬＭによって生成されたトラップ光の配列を示す。空間光変調器（ＳＬＭ）からの８１３ｎｍの光（^１Ｓ_０→^３Ｐ_０遷移のマジック波長）を反射することによって、ホログラムを生成した。ＳＬＭのアクティブエリアは、一辺がおよそ９ミクロンの正方形ピクセルの１９２０ｘ１１５２配列であった。各ピクセルは、入射光に位相シフトを付与する大量の液晶を含む。この位相シフトは、ピクセルに印加される電圧で制御することができ、そしてこの方法で、任意の、ピクセルで構成された位相マスクを生成し、ＳＬＭの表面に入射する構造化されていない光のいずれにも適用することができる。ＳＬＭは、大きなコリメートされたビームが入射し、かつ位相シフトされ、ＳＬＭから反射された光が後に顕微鏡対物レンズを通って配向されるように、位置付けられる。この構成は、ＳＬＭの平面をレンズの下（原子雲が形成される場所）の平面に、フーリエ共役（Ｆｏｕｒｉｅｒ ｃｏｎｊｕｇａｃｙ）によって接続した。ＳＬＭの複素数値の面内電場は、顕微鏡の対物レンズの下、ガラスセルの体積物中の、平面における類似の電場のフーリエ変換である。原子は、電場の強度に比例するトラップ電位を経験し、したがって、横方向の閉じ込めを経験した。縦方向の閉じ込めは、焦点を通り抜ける構造化した光に由来し、その位置はまた、ＳＬＭによって部分的に決定される（したがって、制御可能である）。

【0172】

２０００個のトラップ（ｔｒａｐ）をそれぞれ５００マイクロケルビンの深さで生成し、これは、結像やその他などのために、光子を散乱させることから付与される反跳エネルギーの１０００倍をはるかに超えるものである。このことは、デバイスが、追加的冷却無しに、原子が加熱によって失われることなく数百回も測定できるというレジーム（ｒｅｇｉｍｅ）に十分にあるべきであることを意味する。振動基底状態に冷却されると、原子のポジションは２０ｎｍ以内であることがわかっており、これにより、原子のポジションと、単一量子ビットおよび２－量子ビットのゲートを駆動するために使用されるレーザービームのサイズ、またはリュードベリ相互作用の長さスケールとの間に、スケールの大幅な分離を可能にする。ゲート操作を駆動するレーザービームは、約ミクロンの空間範囲を持ち、したがって、強度は準位１０－５で変化し、したがって、０．９９９９の忠実度が容易に達成可能であることが期待される。このように、ゲート忠実度は、原子の位置に対してそれほど感度は高くない。

【0173】

本発明の好ましい実施形態が本明細書で示され、記載されてきたが、こうした実施形態がほんの一例として提供されているに過ぎないということは当業者にとって明白である。当業者であれば、多くの変更、変化、および置換が、本発明から逸脱することなく思いつくだろう。本明細書に記載される本発明の実施形態の様々な代替案が、本発明の実施に際して利用され得ることを理解されたい。以下の特許請求の範囲は本発明の範囲を定義するものであり、また、この特許請求の範囲とその均等物の範囲内の方法および構造体が、それによって包含されるものであるということが意図されている。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【図11A】

【図11B】

【図12A】

【図12B】

【国際調査報告】