一种离子阱系统及成像方法技术方案

一种离子阱系统及成像方法，用于解决现有技术无法快速且高保真度的读取离子阱系统中离子的量子态信息的问题。可应用于量子计算等领域。该离子阱系统包括：用于囚禁N个离子的离子囚禁模块，N为大于1的整数；空间光调控模块用于调控来自离子囚禁模块的N个离子发射的N束荧光中至少一束荧光的传播方向，并将调控后的N束荧光传播至探测模块；探测模块用于将接收到的N束荧光转换为用于确定N个离子的量子态信息的电信号；调控后的N束荧光对应的像点的第一分布信息与探测模块需要的像点的第二分布信息相同。通过空间光调控模块将N个离子的像点调控为适配探测模块需要的像点的分布形式，可以提高探测模块读取离子的量子态信息的速度和保真度。的速度和保真度。的速度和保真度。

【技术实现步骤摘要】
一种离子阱系统及成像方法


[0001]本申请涉及量子计算
，尤其涉及一种离子阱系统及成像方法。

技术介绍

[0002]随着信息技术的发展，量子计算越来越受关注。量子计算的核心是利用量子体系实现通用的量子计算。量子计算的基本原理是利用量子比特(比如离子)对信息进行编码。单个量子比特的状态不仅有0和1两种经典态，还可以是0和1的叠加态，如图1所示，量子比特可以处在一半几率在0态，一半几率在1态。n个量子比特可以同时处于2
n
个量子态的叠加状态，从而可提高计算的速度。
[0003]实现量子计算的平台之一是离子阱系统，离子阱系统主要包括囚禁离子的电极结构和离子，通过在电极结构上施加特定的电磁场、并结合离子之间的库伦作用，可将离子在空间以特定结构囚禁，之后将光束(可称为探测光)打到囚禁的离子上，即可实现对离子的量子态探测。在对离子的量子态探测中，读取离子的量子态信息是量子态探测中的主要部分。目前，主要是通过光学成像手段探测离子发出的荧光，从而获得离子的量子态信息。
[0004]现有技术中，对于一维均匀分布的离子短链本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离子阱系统，其特征在于，包括离子囚禁模块、空间光调控模块和探测模块；所述离子囚禁模块，用于囚禁N个离子，所述离子用于发射荧光，所述N为大于1的整数；所述空间光调控模块，用于调控来自所述离子囚禁模块的N束荧光中至少一束荧光的传播方向，并将调控后的N束荧光传播至所述探测模块，所述调控后的N束荧光对应的像点的第一分布信息与探测模块需要的像点的第二分布信息相同；所述探测模块，用于将接收到的所述N束荧光转换为电信号，所述电信号用于确定所述N个离子的量子态信息。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二分布信息包括所述探测模块需要的像点的位置、以及相邻两个所述探测模块需要的像点间的间隔。3.如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述探测模块需要的像点为一维分布、且任意相邻两个所述探测模块需要的像点间的间隔相同。4.如权利要求1～3任一项所述的系统，其特征在于，所述离子囚禁模块中的所述N个离子对应第三分布信息，所述第三分布信息包括所述N个离子的位置、以及所述N个离子中相邻两个离子间的间隔；所述离子阱系统还包括控制模块，用于：根据所述第三分布信息和所述第二分布信息的映射关系，确定所述N束荧光中每束荧光的传播方向；根据所述N束荧光中每束荧光的传播方向，生成控制信号，所述控制信号用于控制调控所述N束荧光中至少一束荧光的传播方向；向所述空间光调控模块发送所述控制信号。5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述N个离子分布在不同的区域、且不同区域中的离子间的间隔不同。6.如权利要求1～5任一项所述的系统，其特征在于，所述空间光调控模块包括微机电系统MEMS反射镜阵列；所述MEMS反射镜阵列，用于根据接收到的所述控制信号，调控所述MEMS反射镜阵列中至少一个MEMS反射镜的偏转角度。7.如权利要求1～6任一项所述的系统，其特征在于，所述探测模块包括以下任一项或任多项的组合：M个光纤和对应的探测器，所述对应...

【专利技术属性】
技术研发人员：李岳，林毅恒，沈杨超，杜江峰，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：