一种离子阱离子操控实验系统技术方案

本发明专利技术提供一种离子阱离子操控实验系统，涉及量子计算技术领域，包括：电势场构建模块、离子捕获模块、电势场调节模块、弱力测量模块、电位置监控模块、电压调节监控模块、荧光计数监控模块，所述电势场构建模块与离子捕获模块连接。本发明专利技术，通过离子捕获模块和电势场调节模块的配合，将上位机输入的电压值序列进行转换，并通过I/O端口向电路板输出高电平脉冲，通过修改电极电位值实现抬升或降低电极电压将离子搬运回初始位置，通过电压差值计算出电势场改变情况从而得出外界作用力的精确值。场改变情况从而得出外界作用力的精确值。场改变情况从而得出外界作用力的精确值。

【技术实现步骤摘要】
一种离子阱离子操控实验系统


[0001]本专利技术涉及量子计算
，尤其涉及一种离子阱离子操控实验系统。

技术介绍

[0002]如今，离子阱已经是实现量子计算的主要物理体系。而离子阱本身的原理其实很简单：就是利用电荷与磁场间所产生的交互作用力约束带电粒子，使其行为得到控制。两种最常见的离子阱类型是Penning阱，由Dehmelt提出，它通过电场和磁场的组合形成电势；Paul阱，由WolfgangPaul(与Dehmelt共享1989年诺贝尔物理学奖)提出，它通过静态和振荡电场的组合形成电势，与超导、光量子等路线不同，离子阱量子计算机需要整合许多不同领域的技术：真空、激光和光学系统、射频和微波技术，以及相干电子控制，具体来说，离子阱量子计算机有以下几个优势：相干时间较长、单量子比特门、双量子比特门保真度较高、状态制备和读出更直接、量子比特可重复性高。
[0003]但是在现有技术中，在使用平面离子阱囚禁离子需要结合多个电极释放的电压形成特定电势场从而将带电离子限定在特定的区域，例如中国专利申请公开了一种离子阱系统及离子操控方法，CN1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离子阱离子操控实验系统，包括：电势场构建模块(100)、离子捕获模块(200)、电势场调节模块(300)、弱力测量模块(400)、电位置监控模块(500)、电压调节监控模块(600)、荧光计数监控模块(700)，其特征在于：所述电势场构建模块(100)与离子捕获模块(200)连接，所述离子捕获模块(200)与电势场调节模块(300)连接，所述电势场调节模块(300)与弱力测量模块(400)连接，其中：所述电势场构建模块(100)设置上位机，内置FPGA，打开离子阱装置，同时对各电极电压进行加载，构建离子阱内电势场；所述离子捕获模块(200)承载激光器、CCD以及离子制备装置，在捕获离子后通过CCD对离子阱内的离子位置进行监测；所述电势场调节模块(300)对电势场控制层面进行调节；所述弱力测量模块(400)对囚禁离子信息进行获取、显示并存储。2.根据权利要求1所述的一种离子阱离子操控实验系统，其特征在于：所述离子捕获模块(200)包括参数加载单元(201)、稳定性调节单元(202)、离子位置调节单元(203)和离子信息反馈单元(204)，其中：所述参数加载单元(201)使用最后一次保存的参数设置进行离子阱装置开启后的加载，对CCD图像窗口进行加载，对荧光计数器数据体进行加载，参数设置包括：各电极电位值和CCD设备拍摄时长；所述稳定性调节单元(202)根据参数加载单元(201)加载后所获取的离子当前状态进行监测，在达到稳定状态后开启测试。3.根据权利要求2所述的一种离子阱离子操控实验系统，其特征在于：所述参数加载单元(201)与稳定性调节单元(202)连接，所述稳定性调节单元(202)与离子位置调节单元(203)连接，其中：所述离子位置调节单元(203)通过环境改变使得离子位置产生改变，并对电极电位值进行调节。4.根据权利要求3所述的一种离子阱离子操控实验系统，其特征在于：所述离子位置调节单元(203)与离子信息反馈单元(204)连接，其中：所述离子信息反馈单元(204)对各电极电压值、荧...

【专利技术属性】
技术研发人员：王营政，郑驻军，冯芒，陈亮，魏雅琪，崔太豪，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：