[实用新型]一种分布式离子阱系统

说明书

本实用新型属于量子计算技术领域，提供一种分布式离子阱系统，包括：壳体，所述壳体为多边形的筒体，所述壳体的两端分别安装上盖板及安装板；所述壳体的内部安装离子阱，所述壳体安装有原子发生器；所述原子发生器产生原子进入所述离子阱囚禁，所述壳体的侧面设置若干激光视窗，所述激光视窗装配激光窗片。提供了一套即插即用的离子阱系统，采用集成的激光溅射原子发生器，特别适合应用于超低温离子阱系统中；对电路进行整合设计，离子阱装置无需增加过多的外围电路，系统更加安全可靠；提供了丰富的激光通路窗口，并对离子阱支架进行了优化设计，大大增加了激光进阱的角度。

技术领域

本实用新型属于量子计算技术领域，尤其涉及一种分布式离子阱系统。

背景技术

在量子计算领域，基于囚禁离子的离子阱技术是实现量力计算的主流技术，它采用冷却到基态的离子作为量子比特，通过激光进行量子比特的操控和读取，为了提高离子的囚禁稳定性，延长量子比特的相干时间，常常需要将离子阱放置于超高真空腔内。为了进一步减少气体分子对囚禁离子的碰撞，采用超低温技术将离子阱冷却到液氦温区已经在行业内得到应用。在液氦温区的离子阱一方面能够进一步提高真空腔的真空度，减少残余气体分子，另一方面能够降低离子晶体加热，提高离子晶体的持续时间，进而延长量子比特相干时间，大大提高量子逻辑门的保真度。

采用离子阱技术的量子计算系统存在规模化难度大的问题，主要体现在，1、单个离子阱囚禁离子的数量有限，一般低于100个，因此单个离子阱量子比特数不多。2、离子阱囚禁离子数量增多后，对离子阱的控制复杂度增大，离子囚禁稳定性降低，导致系统错误率增大。3、线性离子阱的囚禁离子为线性排列，双量子逻辑门的实现只能依赖于相邻离子，实现任意两两离子的双量子逻辑门的难度比较大。

分布式离子阱量子计算机是实现离子阱量子计算机规模化的主要路径之一。分布式离子阱量子计算机将若干个独立运行的离子阱模块通过光子互联技术进行连接，将每个离子阱的计算结果通过光子纠缠实现多个离子阱的互联计算，理论上能够无限扩大量子计算的量子比特数，实现量子计算机的规模化。

因此，亟需一种分布式离子阱系统，以解决上述采用离子阱技术的量子计算系统存在规模化难度大的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种分布式离子阱系统，包括：壳体，所述壳体为多边形的筒体，所述壳体的两端分别安装上盖板及安装板；所述壳体的内部安装离子阱，所述壳体安装有原子发生器；所述原子发生器产生原子进入所述离子阱囚禁，所述壳体的侧面设置若干激光视窗，所述激光视窗装配激光窗片。

可选地，所述离子阱包括支架及若干刀片，所述刀片紧固安装在所述支架上并形成囚禁通道，信号源输入所述刀片形成囚禁电场，所述囚禁通道囚禁原子。

可选地，所述支架具备底板，所述底板上设置有若干刀架，所述刀架上安装所述刀片；所述刀架上布置有若干电路，所述电路与所述刀片导通，所述信号源通过所述电路输入所述刀片。

可选地，所述刀架形成有矩形通槽，所述通槽用于配合安装所述刀片。

可选地，所述刀架上设置进阱孔，所述原子发生器的发射口正对所述进阱孔。

可选地，所述信号源包括直流电信号及射频信号，所述壳体安装第一连接器及第二连接器，所述刀片分为第一刀片及第二刀片，所述第一连接器连接直流滤波板将所述直流电信号输入所述第一刀片，所述第二连接器连接射频谐振板将所述射频信号第二信号输入所述第二刀片。

可选地，所述底板与所述刀架均采用陶瓷制造。

可选地，所述安装板连接导热板，所述导热板接触冷源。

可选地，所述上盖板设置物镜视窗，所述物镜视窗向所述安装板侧延伸形成凸台，所述物镜视窗装配物镜窗片。

可选地，所述壳体、所述上盖板及所述安装板采用非磁性金属制造。