[發明專利]磁場測量裝置及磁通量量子計算方法

在審

• 申請號: 202011073353.6
• 申請日: 2020-10-09
• 公開（公告）號: CN112617793A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 安井隆;小山大介
• 申請（專利權）人: 株式會社理光;金沢工業大學
• 主分類號: A61B5/05
• 分類號: A61B5/05
• 代理公司: 上海華誠知識產權代理有限公司 31300
• 代理人: 肖華

1.一種磁場測量裝置，其特征在于，包括：

數字磁通鎖定環電路，所述數字磁通鎖定環電路包括

第一模數轉換器，所述第一模數轉換器被配置為將根據磁場的變化從超導量子干涉設備輸出的周期性變化的電壓轉換為數字值，

數字積分器，所述數字積分器被配置為對從所述第一模數轉換器輸出的所述數字值進行積分，

數模轉換器，所述數模轉換器被配置為將從所述數字積分器輸出的積分值轉換為電壓，

第一電壓-電流轉換器，所述第一電壓-電流轉換器被配置為將從所述數模轉換器輸出的所述電壓轉換為電流，和

第一線圈，所述第一線圈被配置為基于從所述第一電壓-電流轉換器輸出的所述電流來產生由所述超導量子干涉設備接收的所述磁場；和

計算設備，所述計算設備被配置為，當接收到通過轉換電壓生成器產生的電壓而得到的電流所產生的磁場，所述第一模數轉換器轉換從所述超導量子干涉設備輸出的周期性變化的電壓時，基于從所述第一模數轉換器輸出的所述數字值來計算指示磁通量量子的數字值。

2.根據權利要求1所述的磁場測量裝置，其特征在于，還包括：

數字值生成器，所述數字值生成器被配置為生成逐漸變化的數字值；和

路徑開關，所述路徑開關被配置為將所述數字積分器或所述數字值生成器的輸出耦合至所述數模轉換器的輸入，

其中，當所述路徑開關將所述數字值生成器的所述輸出耦合至所述數模轉換器的所述輸入時，

所述數模轉換器作為電壓生成器進行操作，所述電壓生成器基于從所述數字值生成器接收到的逐漸變化的數字值來生成逐漸變化的電壓，

所述第一電壓-電流轉換器將所述逐漸變化的電壓轉換為逐漸變化的電流，以及

所述第一線圈利用所述逐漸變化的電流來產生磁場，

其中，所述計算設備使用數字值計算所述磁通量量子，所述數字值由所述第一模數轉換器將所述超導量子干涉設備根據所述第一線圈產生的磁場而輸出的電壓進行轉換而得到，并經由所述數字積分器接收。

3.根據權利要求2所述的磁場測量裝置，其特征在于，所述路徑開關

在評估模式中，將所述數字值生成器的所述輸出耦合到所述數模轉換器的所述輸入，以獲得指示所述磁通量量子的所述數字值，以及

當所述數字磁通鎖定環電路使用由所述計算設備計算出的所述數字值測量所述磁場時，將所述數字積分器的所述輸出耦合到所述數模轉換器的所述輸入。

4.根據權利要求2或3所述的磁場測量裝置，其特征在于，

所述數字值生成器產生所述數字值，所述數字值指示具有比所述第一模數轉換器的采樣頻率低的頻率的波形，以及

所述波形具有振幅，所述振幅在所述波形的半周期內，包括從所述超導量子干涉設備輸出的所述電壓的至少一個周期。

5.根據權利要求2或3所述的磁場測量裝置，其特征在于，所述數字值生成器生成指示三角波或正弦波的所述數字值。

6.根據權利要求1所述的磁場測量裝置，其特征在于，還包括：

包括所述數字磁通鎖定環電路的多個數字磁通鎖定環電路，其中，與包括所述超導量子干涉設備的多個超導量子干涉設備中的每一個相對應地提供所述多個數字磁通鎖定環電路；和

第二模數轉換器，所述第二模數轉換器被配置為將由所述電壓生成器產生的所述電壓轉換為數字值，

其中，所述多個數字磁通鎖定環電路中的每一個都包括第二電壓-電流轉換器，所述第二電壓-電流轉換器被配置為將由所述電壓生成器產生的所述電壓轉換為電流，

所述多個數字磁通鎖定環電路中的每一個中的所述第一線圈基于從所述第二電壓-電流轉換器輸出的所述電流來產生所述磁場，并且

所述計算設備基于從所述第一模數轉換器輸出的所述數字值和從所述第二模數轉換器輸出的所述數字值，計算指示針對所述多個數字磁通鎖定環電路中的每一個的所述磁通量量子的所述數字值，其中，所述第一模數轉換器在接收到所述第一線圈基于來自所述第二電壓-電流轉換器的所述電流而產生的所述磁場時，轉換從所述超導量子干涉設備輸出的所述電壓。