[發明專利]離子光腔耦合系統及方法

有效

• 申請號: 201810925152.0
• 申請日: 2018-08-14
• 公開（公告）號: CN110828022B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 曹冬陽
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: G21K1/00
• 分類號: G21K1/00
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 榮甜甜;劉芳

1.一種離子光腔耦合系統，其特征在于，包括：第一光腔、第二光腔，直流電極對、接地電極對和射頻電極對；

所述離子光腔耦合系統包括至少一個離子；

所述第一光腔的兩個光腔鏡面對稱分布在所述至少一個離子的兩側，所述第二光腔的兩個光腔鏡面分布在所述第一光腔的兩個光腔鏡之間，其中，所述第一光腔的束腰半徑大于所述第二光腔的束腰半徑；

所述直流電極對的兩個直流電極對稱分布在所述第一光腔的兩個光腔鏡面的外側，所述接地電極對和所述射頻電極對分布在所述第一光腔的兩個光腔鏡面之間；

所述第一光腔用于獲取量子光信號，使所述量子光信號的量子信息轉移到所述離子光腔耦合系統的單個離子中；

所述第二光腔用于獲取所述單個離子的量子信息。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述第一光腔用于獲取量子光信號，使所述量子光信號的量子信息轉移到所述離子光腔耦合系統的單個離子中，包括：

所述第一光腔用于獲取所述量子光信號，使所述量子光信號被所述至少一個離子吸收，所述量子光信號的量子信息依次轉移到所述至少一個離子的集體激發態和整體諧振模激發態中，再從所述整體諧振模激發態中轉移到其中一個離子的激發態中。

3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述第二光腔用于獲取所述單個離子的量子信息，包括：

所述第二光腔用于通過激光定位所述單個離子，獲取所述單個離子的量子信息。

4.根據權利要求1-3任一項所述的系統，其特征在于，所述第一光腔與所述至少一個離子中任一個離子的耦合強度、所述第二光腔與所述至少一個離子中任一個離子的耦合強度均用g₀表示，所述g₀通過如下公式表示：

其中，c為光速，L為所述第一光腔或所述第二光腔的長度，ω₀為所述第一光腔或所述第二光腔的束腰半徑，λ為量子光信號的波長，γ為離子的自發輻射率。

5.根據權利要求4所述的系統，其特征在于，所述第一光腔與所有離子的總耦合強度g_N用如下公式表示：

其中，所述N為所述離子光腔耦合系統中離子的總數量。

6.根據權利要求1-3任一項所述的系統，其特征在于，所述第一光腔的第一光腔鏡面和所述第二光腔的第一光腔鏡面均鍍第一反射膜，所述第一光腔的第二光腔鏡面和所述第二光腔的第二光腔鏡面均鍍第二反射膜，所述第一反射膜的反射率介于第一預設范圍內，所述第二反射膜的反射率介于第二預設范圍內，所述第一預設范圍的最大值小于所述第二預設范圍的最小值。

7.根據權利要求1-3任一項所述的系統，其特征在于，所述接地電極對中的接地電極和相鄰的射頻電極之間具有夾角，所述夾角大于0度且小于180度；

所述第二光腔的一個光腔鏡面位于所述接地電極和相鄰射頻電極形成的夾角中，所述第二光腔的另一個光腔鏡面位于另一個接地電極與相鄰的另一個射頻電極形成的夾角中。

8.根據權利要求1-3任一項所述的系統，其特征在于，在所述離子光腔耦合系統中的離子數量為至少兩個時，所述第一光腔的束腰半徑大于所述至少兩個離子中相鄰兩個離子的間距，所述第二光腔的束腰半徑小于或等于所述至少兩個離子中相鄰兩個離子的間距。