一个位置分辨的二维量子模拟器，带有数百个被困的离子

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　　大型量子计算和模拟的两个关键要求1。作为用于量子信息处理的领先物理平台之一，离子陷阱在一维Paul Trap2,3,4和数百个具有二维（2D）笔记的penning trap5,6中，在一维Paul Trap2,3,4和数百个具有全球可观察到的全球可观察力的离子中，通过位置分辨读数进行了数十个离子的量子模拟。但是，将这两个功能集成到单个系统中仍然非常具有挑战性。在这里，我们报告了在2D Wigner晶体中512个离子的稳定捕获以及其横向运动的边带冷却。我们使用300个离子演示了具有可调耦合强度和模式的远程量子ising模型的量子模拟。通过单发测量的站点分辨率启用，我们观察到准绝热准备的基态中丰富的空间相关模式，这使我们能够通过比较所测得的两旋旋转相关性与计算出的集体语音子模式并与经典的模拟退火来验证量子模拟结果。我们进一步探测了横向场中Ising模型的淬火动力学，以演示量子采样任务。我们的工作为模拟经典棘手的量子动力学和运行嘈杂的中间尺度量子算法7,8的方式铺平了道路。

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