量子教学机制造技术

本申请涉及量子教学机，包括：机壳以及位于机壳内的四级杆装置，围绕所述四级杆装置依次设置有成像装置、激光照亮装置、加料装置以及微粒回收装置，所述机壳上设置有显示屏；加料装置用于向四级杆装置中投放微粒，四级杆装置用于将微粒囚禁在预定区域内，预定区域与开口的位置相对应，激光照亮装置用于向开口内发出激光以照亮被囚禁微粒，成像装置用于通过开口拍摄被囚禁微粒并生成图像，显示屏用于显示所述图像，以展示被囚禁微粒的状态；微粒回收装置用于收集四级杆装置中掉落的微粒。本申请提出的量子教学机能够直观地向人们展示微粒囚禁状态。囚禁状态。囚禁状态。

【技术实现步骤摘要】
量子教学机


[0001]本申请涉及量子计算
，特别涉及量子教学机。

技术介绍

[0002]量子信息相较于经典信息具有诸多技术优势，量子计算机用于实现对量子信息的处理，是领域内的研究热点。目前，囚禁离子的量子系统是有望实现量子计算机的系统之一，为了让人们能够“可视化”的了解量子信息技术以及量子计算机，量子教学机应运而生。
[0003]量子教学机的主要功能是现场实现对微粒的囚禁以及展示微粒囚禁状态。目前针对量子教学机进行研发的主体少之又少，已有的技术路线可归纳为两种：核磁共振路线以及基于线性保罗离子阱(Paul trap，Paul阱)的四级杆路线。其中，基于线性Paul阱的四级杆路线的量子教学机存在明显的自动化及集成化程度低的问题，有待优化改进。此外，目前的量子教学机仍采用人工加料的方式进行加料，由于四级杆阱内存在高压，因此教学机的使用存在一定安全隐患。
[0004]针对相关技术中的上述问题，目前尚未发现存在有效的解决方案。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的技术问题，本申请提出了一种量子教学机，本申请提出的量子教学机能够直观地向人们展示微粒被囚禁的图像，并且在展示过程中通过使用加料装置代替人工加料避免了高压触电的风险。
[0006]本申请提出的量子教学机用于展示微粒囚禁状态，所述量子教学机包括：机壳以及位于机壳内的四级杆装置，围绕所述四级杆装置依次设置有成像装置、激光照亮装置、加料装置以及微粒回收装置，所述机壳上设置有显示屏；其中，
[0007]所述加料装置用于向所述四级杆装置中投放微粒，所述四级杆装置用于囚禁微粒，其中所述四级杆装置具有外壳，所述外壳上设有开口，所述开口的位置对应于所述四级杆装置中的微粒囚禁区域的位置，所述激光照亮装置和所述成像装置均位于所述开口的外侧，其中，所述激光照亮装置发射的激光能够通过所述开口照亮四级杆装置中的微粒，所述成像装置的镜头能够通过所述开口拍摄到所述微粒囚禁区域；以及，
[0008]所述成像装置用于拍摄被囚禁微粒并生成图像，所述显示屏用于显示所述图像，以展示被囚禁微粒的状态；所述微粒回收装置用于收集所述四级杆装置中掉落的微粒。
[0009]可选的，所述四级杆装置的外壳为方形外壳，其中，所述开口位于所述方形外壳的第一侧壁，所述加料装置位于所述方形外壳的第二侧壁的外侧，所述微粒回收装置位于所述方形外壳的第三侧壁的外侧；其中所述第二侧壁与所述第一侧壁相邻，所述第三侧壁与所述第一侧壁相对。
[0010]可选的，所述开口为条形开口，所述成像装置的镜头光轴与所述条形开口的延伸方向相交，所述激光照亮装置的激光出射方向与所述条形开口的延伸方向的夹角成锐角。
[0011]可选的，所述成像装置的镜头光轴与所述条形开口的延伸方向相互垂直。
[0012]可选的，所述成像装置的镜头光轴与所述条形开口的延伸方向相互垂直。可选的，所述加料装置包括内部气流管道和搅拌腔，作业时，微粒经进料口进入所述内部气流管道，通过所述内部气流管道内流动气体的带动进入所述搅拌腔，所述搅拌腔对微粒的运动速度和单位密度进行调节，以使微粒符合所述四级杆装置的作业要求。
[0013]可选的，所述量子教学机还包括调压阀装置，所述调压阀装置用于控制所述搅拌腔内的气体压力的大小，以调节微粒的运动速度。
[0014]可选的，所述加料装置还包括压力检测组件，所述压力检测组件用于检测所述搅拌腔内的气体压力，并将检测结果传输至所述调压阀装置。
[0015]可选的，所述加料装置的出料口与所述四级杆装置的进料口通过U型管道连接，所述U型管道位于加料装置和四级杆装置的上方。
[0016]可选的，通过所述加料装置进行加料过程中，操作者与所述四级杆装置不发生接触。
[0017]可选的，所述微粒回收装置包括回收腔和抽气泵，所述回收腔内设有回收滤袋，所述抽气泵与回收滤袋通过管道连接，所述回收滤袋上设有允许气体通过且不允许微粒通过的缝隙；作业时，携带微粒的气体经所述微粒回收装置的进料口进入所述回收滤袋，所述抽气泵抽取所述回收腔内的气体，使气体中的微粒留在所述回收滤袋内，完成回收。
[0018]可选的，所述四级杆装置中需回收的微粒包括被囚禁微粒和/或因不符合所述四级杆装置作业要求需回收的微粒。
[0019]可选的，所述机壳内设置有上支撑板和下支撑板，四级杆装置、成像装置、激光照亮装置、加料装置以及微粒回收装置设置在上支撑板上；在所述上支撑板与下支撑板之间设置有电控装置，所述电控装置用于为所述量子教学机提供电源管理和控制。
[0020]可选的，所述成像装置包括电荷耦合器件CCD成像系统；和/或，所述机壳上设有电源开关按钮、故障按钮和暂停按钮，所述故障按钮用于在所述量子教学机发生故障时闪烁和/或发出警报。
[0021]可选的，所述机壳为长方体，所述显示屏以预定角度倾斜安装在机壳上。
[0022]本申请提出的量子教学机将四级杆装置、成像装置、激光照亮装置、加料装置以及微粒回收装置均集成在机壳中，通过合理设置教学机机壳内部各装置的相对位置，使教学机不仅能够实现自动加料、微粒囚禁、微粒囚禁状态展示以及微粒自动回收的功能，达到微粒可视化的目的，并且教学机整体具备小型化、一体化、便于移动等优点，尤其适合作为针对在校学生的科普类教学设备，现场展示微粒囚禁状态，达到科普教学的目的。
附图说明
[0023]以下结合附图对本申请的优选实施方式进行进一步详细的说明，其中：
[0024]图1是本申请示意性实施例的量子教学机的整体外观示意图；
[0025]图2是本申请示意性实施例的量子教学机的机壳内部结构的俯视示意图；
[0026]图3是本申请示意性实施例的量子教学机的机壳内部结构的立体示意图。
具体实施方式
[0027]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例
中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0028]在以下的详细描述中，可以参看作为本申请一部分用来说明本申请的特定实施例的各个说明书附图。在附图中，相似的附图标记在不同图式中描述大体上类似的组件。本申请的各个特定实施例在以下进行了足够详细的描述，使得具备本领域相关知识和技术的普通技术人员能够实施本申请的技术方案。应当理解，还可以利用其它实施例或者对本申请的实施例进行结构、逻辑或者电性的改变。
[0029]图1示意性地示出了本申请实施例的量子教学机的整体外观示意图，图2示意性地示出了本申请实施例的量子教学机的机壳内部结构的俯视示意图，图3示意性地示出了本申请实施例的量子教学机的机壳内部结构的立体示意图。结合图1至图3所示，量子教学机用于展示微粒囚禁状态，量子教学机包括机壳100以及位于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种量子教学机，其特征在于，用于展示微粒囚禁状态，所述量子教学机包括：机壳以及位于机壳内的四级杆装置，围绕所述四级杆装置依次设置有成像装置、激光照亮装置、加料装置以及微粒回收装置，所述机壳上设置有显示屏；其中，所述加料装置用于向所述四级杆装置中投放微粒，所述四级杆装置用于囚禁微粒，其中所述四级杆装置具有外壳，所述外壳上设有开口，所述开口的位置对应于所述四级杆装置中的微粒囚禁区域的位置，所述激光照亮装置和所述成像装置均位于所述开口的外侧，其中，所述激光照亮装置发射的激光能够通过所述开口照亮四级杆装置中的微粒，所述成像装置的镜头能够通过所述开口拍摄到所述微粒囚禁区域；以及，所述成像装置用于拍摄被囚禁微粒并生成图像，所述显示屏用于显示所述图像，以展示被囚禁微粒的状态；所述微粒回收装置用于收集所述四级杆装置中掉落的微粒。2.根据权利要求1所述的量子教学机，其特征在于，所述四级杆装置的外壳为方形外壳，其中，所述开口位于所述方形外壳的第一侧壁，所述加料装置位于所述方形外壳的第二侧壁的外侧，所述微粒回收装置位于所述方形外壳的第三侧壁的外侧；其中所述第二侧壁与所述第一侧壁相邻，所述第三侧壁与所述第一侧壁相对。3.根据权利要求1所述的量子教学机，其特征在于，所述开口为条形开口，所述成像装置的镜头光轴与所述条形开口的延伸方向相交，所述激光照亮装置的激光出射方向与所述条形开口的延伸方向的夹角成锐角。4.根据权利要求3所述的量子教学机，其特征在于，所述成像装置的镜头光轴与所述条形开口的延伸方向相互垂直。5.根据权利要求1所述的量子教学机，其特征在于，所述加料装置包括内部气流管道和搅拌腔，作业时，微粒经进料口进入所述内部气流管道，通过所述内部气流管道内流动气体的带动进入所述搅拌腔，所述搅拌腔对微粒的运动速度和单位密度进行调节，以使微粒符合所述四级杆装置的作业要求。6.根据权利要求5所述的量子教学机，其特征在于，还包括调压阀装置，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周卓俊，蔡建杰，师静姝，詹苏，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：