一种激光束对准驱动电路板及离子阱量子计算机制造技术

本实用新型专利技术公开一种激光束对准驱动电路板，包括数字模拟转换模块和输出通道模块；数字模拟转换模块的输入端与离子阱量子计算机的主控制板电性连接，用于接收离子阱量子计算机的主控制板发送的数字信号并将数字信号转换为模拟信号；输出通道模块有多个，并且每个输出通道模块的输入端均与数字模拟转换模块的输出端电性连接，输出端分别与离子阱量子计算机的对应压电陶瓷电性连接，用于对模拟信号进行滤波、放大处理后将其发送到对应压电陶瓷，进而驱动控制对应压电陶瓷的移动，实现对激光束的位置的控制。本实用新型专利技术可实现多路激光束的精准控制。本实用新型专利技术还公开一种离子阱量子计算机。量子计算机。量子计算机。

【技术实现步骤摘要】
一种激光束对准驱动电路板及离子阱量子计算机


[0001]本技术涉及驱动电路，尤其涉及一种激光束对准驱动电路板及离子阱量子计算机。

技术介绍

[0002]离子阱量子计算机是采用直流和高频交流电形成一个电场区域，以使得离子稳定囚禁在该电场区域内的一种设备，其实通过控制激光的特定参数来实现对离子进行态操作。但是，目前对于离子阱量子计算机来说，其控制的离子并不仅仅只有一个，而是几个到上百个。每个离子都是一个可操作的量子比特，若要实现离子阱量子计算机的高速运算就需要将激光精准对准每个离子。目前的离子阱量子计算机中对于离子的激光对准是使用声光调制器实现，但是，这种声光调制器的价格搞、可操作通道数有限，难以适配现对几十、甚至上个离子的态操作。
[0003]另外，除了采用声光调制器，还有采用专门的压电控制器，比如MD693B，但是这种设备存在可同时控制的激光束数量少、能耗高等问题，同时存在稳定性差、噪声大等问题。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的不足，本技术的目的之一在于提供一种激光束对准驱动电路板，其能够解决现有技术中的离子阱量子计算机无法控制多路激光束的控制。
[0005]本技术的目的之二在于提供一种离子阱量子计算机，其能够解决现有技术中的离子阱量子计算机无法控制多路激光束的控制。
[0006]本技术的目的之一采用如下技术方案实现：
[0007]一种激光束对准驱动电路板，应用于离子阱量子计算机；所述激光束对准驱动电路板包括数字模拟转换模块和输出通道模块；其中，所述数字模拟转换模块的输入端与所述离子阱量子计算机的主控制板电性连接，用于接收所述离子阱量子计算机的主控制板发送的数字信号并将所述数字信号转换为模拟信号；
[0008]所述输出通道模块有多个，并且每个输出通道模块的输入端均与所述数字模拟转换模块的输出端电性连接，输出端分别与所述离子阱量子计算机的对应压电陶瓷电性连接，用于对所述模拟信号进行滤波、放大处理后将其发送到对应压电陶瓷，进而驱动控制对应压电陶瓷的移动，实现对激光束的位置的控制。
[0009]进一步地，所述输出通道模块包括低通滤波器和放大器；所述低通滤波器，用于对所述模拟信号进行滤波处理；所述放大器，用于对滤波后的模拟信号进行放大处理；
[0010]所述输出通道模块包括运算放大器IC1，运算放大器IC2，由电阻R1、电阻 R2、电容C1组成的RC滤波电路，电容C20，电容C21，二极管阵列，电阻 R3，电阻R4，电阻R5，电容C3和由电阻R6、电阻R10、电阻R11组成的滤波电路；其中，运算放大器IC2的反相输入端与运算放大器IC2的输出端电性连接，正相输入端通过由电阻R1、电阻R2、电容C1组成的RC滤波电路与所述数字模拟转换模块的对应输出端电性连接，用于对所述模拟信号进行滤波处理；
[0011]运算放大器IC1的正相输入端与运算放大器IC2的输出端电性连接，输出端通过由电阻R6、电阻R10、电阻R11组成的滤波电路与对应压电陶瓷电性连接，用于对滤波后的模拟信号进行放大处理并输出到对应的压电陶瓷，以驱动压电陶瓷的移动；
[0012]运算放大器IC1的输出端还通过电阻R3、电阻R4、电阻R5接地，反相输入端接入电阻R3和电阻R4之间；
[0013]二极管阵列包括二极管D2B、二极管D1A、二极管D1B、二极管D2A；其中，二极管D2A的负极接入运算放大器IC1与运算放大器IC2之间、正极通过二极管D2B与运算放大器IC1的反相输入端电性连接；二极管D1B的负极接入运算放大器IC1与运算放大器IC2之间、正极通过二极管D1A与运算放大器IC1 的反相输入端电性连接。
[0014]进一步地，每个输出通道模块与对应压电陶瓷之间设有二阶低通滤波模块，所述二阶低通滤波模块，用于对对应输出通道模块输出的模拟信号进行滤波后输出到压电陶瓷；所述二阶低通滤波模块包括开关模块和二阶低通滤波器；其中，开关模块的一端与对应输出通道模块的输出端、另一端与对应压电陶瓷电性连接；开关模块还与二阶低通滤波器电性连接；所述开关模块包括开关SW1A、开关SW1B、电阻R10、电阻R11；二阶低通滤波器包括运算放大器IC1A、电阻R12、电容C1、电容C2；
[0015]开关SW1A的输入引脚与对应输出通道模块的输出端电性连接，第一输出引脚与开关SW1B的第一输出引脚电性连接，第二输出引脚通过电阻R10、电阻R11与开关SW1B的第二输出引脚电性连接，开关SW1B的输入引脚与压电陶瓷电性连接；
[0016]运算放大器IC1A的反相输入端通过电容C1接入电阻R10与电阻R11之间，正相输入端接地，正极电源端接入+4.5V电源，负极电源端接入
‑
4.5V电源，输出端通过电容C2接入电阻R10与电阻R11之间；电阻R12的一端接入电容C11 与运算放大器IC1A的反相输入端之间，另一端接入电容C2与运算放大器IC1A 的输出端之间。
[0017]进一步地，每个输出通道模块还设有监控模块和LED灯；所述监控模块的一端与对应的输出通道模块电性连接、另一端与LED灯电性连接，用于监测对应输出通道模块的温度并控制LED灯显示对应颜色，以显示对应输出通道模块的温度大小；
[0018]所述监控模块包括运算放大器IC1D、由电阻R13和电阻R14组成的滤波电路、电阻R15和电阻R16；所述LED灯为发光二极管LD1D；
[0019]其中，运算放大器IC1D的反相输入端与对应输出通道模块电性连接，正相输入端通过电阻R13接入3.3V电源；电阻R14的一端接地、另一端接入电阻 R13与运算放大器IC1D之间；运算放大器IC1D的负极电源端接地、正极电源端接入3.3V电源、正相输入端还通过电阻R15与运算放大器IC1D的输出端电性连接；
[0020]运算放大器IC1D的输出端通过电阻R16与发光二极管LD1D电性连接，控制发光二极管LD1D的工作状态。
[0021]进一步地，所述数字模拟转换模块与所述离子阱量子计算机的主控制板通过SPI接口通信连接。
[0022]进一步地，所述输出通道模块有8个；所述数字模拟转换模块包括型号为 AD5362BCPZ芯片IC41和电源滤波模块；其中，芯片IC41设有8个输入端，分别与所述离子阱量子计算机通过SPI协议通信；芯片IC41设有8个输出端，分别与8个输出通道模块的输入端电性连接；芯片IC41的多个电源端还通过对应电源滤波模块接入对应电源，对应电源包括
3.3V电源，5V电源、11.5V电源和
‑
4.5V电源。
[0023]进一步地，所述激光束对准驱动电路板还包括电源模块，所述电源模块与所述离子阱量子计算机的主控制板、数字模拟转换模块、输出通道模块电性连接，用于从所述离子阱量子计算机的主控制板获取供电电源并将所述供电电源转换为对应内部工作电源，为所述数字模拟转换模块、输出通道模块提供工作电源。
[0024]进一步地，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光束对准驱动电路板，应用于离子阱量子计算机；其特征在于，所述激光束对准驱动电路板包括数字模拟转换模块和输出通道模块；其中，所述数字模拟转换模块的输入端与所述离子阱量子计算机的主控制板电性连接，用于接收所述离子阱量子计算机的主控制板发送的数字信号并将所述数字信号转换为模拟信号；所述输出通道模块有多个，并且每个输出通道模块的输入端均与所述数字模拟转换模块的输出端电性连接，输出端分别与所述离子阱量子计算机的对应压电陶瓷电性连接，用于对所述模拟信号进行滤波、放大处理后将其发送到对应压电陶瓷，进而驱动控制对应压电陶瓷的移动，实现对激光束的位置的控制。2.根据权利要求1所述的激光束对准驱动电路板，其特征在于，所述输出通道模块包括低通滤波器和放大器；所述低通滤波器，用于对所述模拟信号进行滤波处理；所述放大器，用于对滤波后的模拟信号进行放大处理；所述输出通道模块包括运算放大器IC1，运算放大器IC2，由电阻R1、电阻R2、电容C1组成的RC滤波电路，电容C20，电容C21，二极管阵列，电阻R3，电阻R4，电阻R5，电容C3和由电阻R6、电阻R10、电阻R11组成的滤波电路；其中，运算放大器IC2的反相输入端与运算放大器IC2的输出端电性连接，正相输入端通过由电阻R1、电阻R2、电容C1组成的RC滤波电路与所述数字模拟转换模块的对应输出端电性连接，用于对所述模拟信号进行滤波处理；运算放大器IC1的正相输入端与运算放大器IC2的输出端电性连接，输出端通过由电阻R6、电阻R10、电阻R11组成的滤波电路与对应压电陶瓷电性连接，用于对滤波后的模拟信号进行放大处理并输出到对应的压电陶瓷，以驱动压电陶瓷的移动；运算放大器IC1的输出端还通过电阻R3、电阻R4、电阻R5接地，反相输入端接入电阻R3和电阻R4之间；二极管阵列包括二极管D2B、二极管D1A、二极管D1B、二极管D2A；其中，二极管D2A的负极接入运算放大器IC1与运算放大器IC2之间、正极通过二极管D2B与运算放大器IC1的反相输入端电性连接；二极管D1B的负极接入运算放大器IC1与运算放大器IC2之间、正极通过二极管D1A与运算放大器IC1的反相输入端电性连接。3.根据权利要求2所述的激光束对准驱动电路板，其特征在于，每个输出通道模块与对应压电陶瓷之间设有二阶低通滤波模块，所述二阶低通滤波模块，用于对对应输出通道模块输出的模拟信号进行滤波后输出到压电陶瓷；所述二阶低通滤波模块包括开关模块和二阶低通滤波器；其中，开关模块的一端与对应输出通道模块的输出端、另一端与对应压电陶瓷电性连接；开关模块还与二阶低通滤波器电性连接；所述开关模块包括开关SW1A、开关SW1B、电阻R10、电阻R11；二阶低通滤波器包括运算放大器IC1A、电阻R12、电容C1、电容C2；开关SW1A的输入引脚与对应输出通道模块的输出端电性连接，第一输出引脚与开关SW1B的第一输出引脚电性连接，第二输出引脚通过电阻R10、电阻R11与开关SW1B的第二输出引脚电性连接，开关SW1B的输入引脚与压电陶瓷电性连接；运算放大器IC1A的反相输入端通过电容C1接入电阻R10与电阻R11之间，正相输入端接地，正极电源端接入+4.5V电源，负极电源端接入
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4.5V电源，输出端通过电容C2接入电阻R10与电阻R11之间；电阻R12的一端接入电容C11与运算放大器IC1A的反相输入端之间，另一端接入电容C2与运算放大器IC1A的输出端之间。4.根据权利要求1所述的激光束对准驱动电路板，其特征在于，每个输出通道模块还设
有监控模块和LED灯；所述监控模块的一端与对应的输出通道模块电性连接、另一端与LED灯电性连接，用于监测对应输出通道模块的温度并控制LED灯显示对应颜色，以显示对应输出通道模块的温度大小；所述监控模块包括运算放大器IC1D、由电阻R13和电阻R14组成的滤波电路、电阻R15和电阻R16；所述LED灯为发光二极管LD1D；其中，运算放大器IC1D的反相输入端与对应输出通道模块电性连接，正相输入端通过电阻R13接入3.3V电源；电阻R14的一端接地、另一端接入电阻R13与运算放大器IC1D之间；运算放大器IC1D的负极电源端接地、正极电源端接入3.3V电源、正相输入端还通过电阻R15与运算放大器IC1D的输出端电性连接；运算放大器IC1D的输出端通过电阻R16与发光二极管LD1D电性连接，控制发光二极管LD1D的工作状态。5.根据权利要求1所述的激光束对准驱动电路板，其特征在于，所述数字模拟转换模块与所述离子阱量子计算机的主控制板通过SPI接口通信连接。6.根据权利要求5所述的激光束对准驱动电路板，其特征在于，所述输出通道模块有8个；所述数字模拟转换模块包括型号为AD5362BCPZ芯片IC41和电源滤波模块；其中，芯片IC41设有8个输入端，分别与所述离子阱量子计算机通过SPI协议通信；芯片IC41设有8个输出端，分别与8个输出通道模块的输入端电性连接；芯片IC41的多个电源端还通过对应电源滤波模块接入对应电源，对应电源包括3.3V电源，5V电源、11.5V电源和
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4.5V电源。7.根据权利要求1所述的激光束对准驱动电路板，其特征在于，所述激光束对准驱动电路板还包括电源模块，所述电源模块与所述离子阱量子计算机的主控制板、数字模拟转换模块、输出通道模块电性连接，用于从所述离子阱量子计算机的主控制板获取供电电源并将所述供电电源转换为对应内部工作电源，为所述数字模拟转换模块、输出通道模块提供工作电源。8.根据权利要求7所述的激光束对准驱动电路板，其特征在于，所述电源模块包括第一电源模块、第二电源模块、第三电源模块；其中，第一电源模块包括12V转3....

【专利技术属性】
技术研发人员：周佐霖，周卓俊，黄毛毛，韩琢，罗乐，
申请(专利权)人：国开启科量子技术北京有限公司，
类型：新型
国别省市：