[發(fā)明專利]用于表面離子阱的低溫射頻諧振器在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202010407779.4 | 申請(qǐng)日： | 2020-05-14 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN111953316A | 公開（公告）日： | 2020-11-17 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 亞當(dāng)·里德;本杰明·斯波恩;扎卡里·普賴斯 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 霍尼韋爾國際公司 |
| 主分類號(hào)： | H03H9/24 | 分類號(hào)： | H03H9/24;H03H9/02;H03H9/125 |
| 代理公司： | 中國專利代理(香港)有限公司 72001 | 代理人： | 蔣駿;陳嵐 |
| 地址： | 美國新*** | 國省代碼： | 暫無信息 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 用于 表面 離子 低溫 射頻 諧振器 | ||
本發(fā)明題為“用于表面離子阱的低溫射頻諧振器”。本主題通過提供低溫射頻(RF)諧振器來為低溫離子阱所面臨的技術(shù)問題提供技術(shù)解決方案，該低溫RF諧振器為緊湊、單片且模塊化的并且與低溫離子阱阻抗匹配。本文所述的低溫RF諧振器是高功效的，與RF源適當(dāng)?shù)刈杩蛊ヅ洌哂蟹€(wěn)定增益輪廓，并且與低溫和超高真空環(huán)境兼容。在一些示例中，增益輪廓被選擇為使得低溫RF諧振器充當(dāng)?shù)蜏豏F放大器。該低溫RF諧振器通過減少或最小化熱負(fù)荷以及減少或最小化可能錯(cuò)誤地驅(qū)動(dòng)捕獲的離子的不期望的噪聲來改善離子阱的性能。本主題的這些特征改善了原子鐘和質(zhì)譜儀的性能，并且尤其改善了捕獲的離子的量子計(jì)算機(jī)的性能。
技術(shù)領(lǐng)域
本文所述的實(shí)施方案整體涉及量子計(jì)算應(yīng)用。
背景技術(shù)
低溫離子阱(例如，表面離子阱)是一種新興的技術(shù)，其能夠限制離子用于量子計(jì)算、量子感測、量子定時(shí)中的應(yīng)用以及量子技術(shù)中的其他應(yīng)用。在操作期間，這些離子阱使用相對(duì)高電壓下的輸入射頻驅(qū)動(dòng)信號(hào)。然而，在低溫下操作此類離子阱可導(dǎo)致不期望的功率耗散。需要一種改善的解決方案來提高低溫離子阱系統(tǒng)的效率。
附圖說明
圖1為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的低溫RF諧振器電路板的俯視圖。
圖2為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的低溫RF諧振器電感器的俯視圖。
圖3為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的低溫RF諧振器打開殼體的透視圖。
圖4為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的低溫RF諧振器打開殼體的頂視圖。
圖5為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的低溫RF諧振器閉合殼體的透視圖。
圖6為根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的低溫RF諧振器方法的框圖。
具體實(shí)施方式
本主題通過提供低溫射頻(RF)諧振器來為低溫離子阱所面臨的技術(shù)問題提供技術(shù)解決方案，該低溫RF諧振器為緊湊、單片且模塊化的并且與低溫離子阱阻抗匹配。本文所述的低溫RF諧振器是高功效的，與RF源適當(dāng)?shù)刈杩蛊ヅ洌哂蟹€(wěn)定增益輪廓，并且與低溫和超高真空環(huán)境兼容。在一些示例中，增益輪廓被選擇為使得低溫RF諧振器充當(dāng)?shù)蜏豏F放大器。該低溫RF諧振器通過減少或最小化熱負(fù)荷以及減少或最小化可能錯(cuò)誤地驅(qū)動(dòng)捕獲的離子的不期望的噪聲來改善離子阱的性能。本主題的這些特征改善了原子鐘和質(zhì)譜儀的性能，并且尤其改善了量子計(jì)算的性能。在一個(gè)示例中，低溫RF諧振器和離子阱封裝件可用于使用量子比特(例如，離子的穩(wěn)定電子狀態(tài))來存儲(chǔ)量子信息，并且量子信息可通過離子的集體量化運(yùn)動(dòng)來處理和傳輸。可將一個(gè)或多個(gè)特定于離子的激光器施加到離子，以誘導(dǎo)離子在量子比特狀態(tài)之間的耦接，或者誘導(dǎo)內(nèi)部量子比特狀態(tài)與外部運(yùn)動(dòng)狀態(tài)之間的耦接。
本文所述的低溫RF諧振器提供各種優(yōu)點(diǎn)。低溫RF諧振器可耗散低溫恒溫器(例如，低溫室)內(nèi)部的降低的功率，諸如大約100mW或更低的功率水平。這降低了操作低溫恒溫器所需的功率，尤其是對(duì)于從大約4開爾文操作到大約77開爾文的低溫恒溫器。低溫RF諧振器可提供增益輪廓，該增益輪廓提供最先進(jìn)的穩(wěn)定性，而不在電路中使用有源反饋。如下所述，電容值和電感值的選擇可提供所需的增益輪廓，而無需電路內(nèi)的有源反饋。低溫RF諧振器可以提供緊湊且模塊化的形狀因數(shù)。這使得該低溫RF諧振器能夠與各種離子阱一起使用。低溫RF諧振器可提供集成電壓傳感器電路。如果低溫RF諧振器用作放大器，則該電壓傳感器電路可用于監(jiān)測放大器的電壓增益。
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