[發(fā)明專利]一種離子阱裝置及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910329278.6
• 申請日: 2019-04-23
• 公開（公告）號: CN111834196B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 沈楊超;蘇長征
• 申請（專利權(quán)）人: 華為技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01J49/42
• 分類號: H01J49/42
• 代理公司: 深圳市深佳知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44285
• 代理人: 王仲凱;駱蘇華

1.一種離子阱裝置，其特征在于，包括：離子生成與捕獲區(qū)，離子存儲區(qū)和離子操控測量區(qū)，

所述離子存儲區(qū)位于所述離子生成與捕獲區(qū)與所述離子操控測量區(qū)之間；

所述離子生成與捕獲區(qū)，用于生成離子并捕獲生成后的離子；

所述離子存儲區(qū)，用于存儲所述離子生成與捕獲區(qū)捕獲的離子，以及向所述離子操控測量區(qū)補充離子；

所述離子操控測量區(qū)，用于對囚禁在所述離子操控測量區(qū)的離子進行量子操控和測量操作；

所述離子阱裝置還包括控制器；

所述控制器，用于若所述離子操控測量區(qū)內(nèi)的離子丟失，控制所述離子存儲區(qū)內(nèi)的離子移動至所述離子操控測量區(qū)中丟失離子對應(yīng)的位置；控制所述離子操控測量區(qū)重新執(zhí)行所述丟失離子對應(yīng)的量子操控和測量操作；或者，

所述控制器，用于若所述離子操控測量區(qū)內(nèi)離子攜帶的量子比特丟失，控制丟失量子比特的離子移出所述離子操控測量區(qū)；控制所述離子存儲區(qū)內(nèi)的離子移動至所述離子操控測量區(qū)中所述丟失量子比特的離子對應(yīng)的位置；控制所述離子操控測量區(qū)重新執(zhí)行所述丟失量子比特的離子對應(yīng)的量子操控和測量操作。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子阱裝置，其特征在于，所述離子存儲區(qū)通過離子囚禁輔助激光和離子囚禁電場對所述離子生成與捕獲區(qū)捕獲的離子進行存儲。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的離子阱裝置，其特征在于，所述離子囚禁輔助激光包括：第一激光和第二激光，所述第一激光用于：冷卻所述離子存儲區(qū)內(nèi)的離子，激發(fā)所述離子存儲區(qū)內(nèi)的離子處于發(fā)出熒光的狀態(tài)；所述第二激光用于：增加所述離子存儲區(qū)內(nèi)的離子處于所述發(fā)出熒光的狀態(tài)的時間。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的離子阱裝置，其特征在于，所述離子存儲區(qū)還包括監(jiān)測設(shè)備，用于實時監(jiān)測所述離子存儲區(qū)中存儲的離子數(shù)目以及每一個離子的位置。

5.根據(jù)權(quán)利要求2至4任一項所述的離子阱裝置，其特征在于，所述離子存儲區(qū)包括離子囚禁電極，用于產(chǎn)生囚禁所述離子存儲區(qū)內(nèi)的離子所需的所述離子囚禁電場。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的離子阱裝置，其特征在于，所述離子囚禁電極包括：兩種電極，所述兩種電極分別被施加射頻信號和直流電壓信號；所述離子囚禁電極，用于通過設(shè)定所述直流電壓信號的電壓值以控制所述離子存儲區(qū)內(nèi)的離子排布。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的離子阱裝置，其特征在于，所述離子囚禁電極包括：一對射頻電極和至少一對直流電極，所述一對射頻電極和所述至少一對直流電極均以離子囚禁區(qū)為中心對稱設(shè)置，所述離子囚禁區(qū)為所述離子囚禁電場中電勢最小的位置。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的離子阱裝置，其特征在于，所述離子存儲區(qū)內(nèi)的直流電極對的數(shù)目不小于所述離子存儲區(qū)內(nèi)的離子數(shù)目。

9.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的離子阱裝置，其特征在于，所述離子生成與捕獲區(qū)與所述離子存儲區(qū)之間的數(shù)量關(guān)系可以是一一對應(yīng)關(guān)系；或者，所述離子生成與捕獲區(qū)與所述離子存儲區(qū)之間的數(shù)量關(guān)系可以是：M個所述離子生成與捕獲區(qū)對應(yīng)N個所述離子存儲區(qū)，所述M、N均為大于或者等于2的正整數(shù)，并且M不等于N。

10.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的離子阱裝置，其特征在于，所述離子生成與捕獲區(qū)的數(shù)量為一個或者多個，每一個離子生成與捕獲區(qū)生成一種類型的離子。

11.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的離子阱裝置，其特征在于，所述離子阱裝置還包括離子裝載區(qū)，所述離子裝載區(qū)位于所述離子存儲區(qū)和所述離子操控測量區(qū)之間；

所述離子裝載區(qū)，用于為所述離子存儲區(qū)存儲的離子轉(zhuǎn)移至所述離子操控測量區(qū)提供一個或者多個裝載通道。