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Coupling free electrons to a trapped-ion quantum computer

  • Elias Pescoller
  • , Santiago Beltrán-Romero
  • , Sebastian Egginger
  • , Nicolas Jungwirth
  • , Martino Zanetti
  • , Dominik Hornof
  • , Michael S. Seifner
  • , Iva Březinová
  • , Philipp Haslinger
  • , Thomas Juffmann
  • , Johannes Kofler
  • , Philipp Schindler
  • , Dennis Rätzel

Publikation: Preprints, Working Paper und ForschungsberichteVorabpublikation

Abstract

Freely propagating electrons may serve as quantum probes that can become coherently correlated with other quantum systems, offering access to advanced metrological resources. We propose a setup that coherently couples free electrons in an electron microscope to a trapped-ion quantum processor, enabling non-destructive, quantum-coherent detection and the accumulation of information across multiple electrons. Our analysis shows that single electrons can induce resolvable qubit excitations, establishing a platform for practical applications such as quantum-enhanced, dose-efficient electron microscopy.
OriginalspracheEnglisch
Seitenumfang15
DOIs
PublikationsstatusVeröffentlicht - 16 Jän. 2026

Publikationsreihe

NamearXiv.org
Nr.2601.11446

Wissenschaftszweige

  • 102040 Quantencomputing
  • 103025 Quantenmechanik

JKU-Schwerpunkte

  • Digital Transformation
  • QCEM: Quantum-Computer-Enhanced Electron Microscopy

    Juffmann, T. (Projektleiter*in), Haslinger, P. (Co-Projektleiter*in), Březinová, I. (Co-Projektleiter*in), Schindler, P. (Co-Projektleiter*in), Küng, R. (Co-Projektleiter*in) & Egginger, S. (Forscher*in)

    01.09.202301.08.2026

    Projekt: Geförderte ForschungFWF - Österreichischer Wissenschaftsfonds

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