量子信息與量子計(jì)算是在量子科學(xué)的快速發(fā)展中衍生出來的一個(gè)重要學(xué)科,量子計(jì)算機(jī)由于可以比經(jīng)典計(jì)算機(jī)更為快速有效地解決量子力學(xué)中某些棘手的問題而被眾多物理學(xué)家所關(guān)注�？蓴U(kuò)展的微型表面電極離子阱由于克服了線形離子阱體系中量子比特可擴(kuò)展性不好的缺點(diǎn)而成為一個(gè)比較有前途的量子計(jì)算機(jī)體系。這種表面電極離子阱將分段的電極放在一個(gè)絕緣基底表面上,從而實(shí)現(xiàn)不同的離子囚禁區(qū)、存儲(chǔ)區(qū)以及操作區(qū)。本論文主要總結(jié)我們?cè)谖⑿捅砻骐姌O離子阱系統(tǒng)中的一些工作,主要包括微型表面電極離子阱裝置的安裝,離子的俘獲、操控,離子晶體結(jié)構(gòu)相變以及離子在非線性囚禁區(qū)中的非線性動(dòng)力學(xué)研究等,具體如下：(1)、完成微型表面電極離子阱系統(tǒng)的安裝調(diào)試以及光路、電路的搭建并找到離子囚禁信號(hào)。(2)、將離子的溫度冷卻到多普勒冷卻溫度極限附近,通過控制阱電極電壓,實(shí)現(xiàn)對(duì)離子囚禁的操控,包括：囚禁離子的劈裂、合并以及旋轉(zhuǎn)。同時(shí),系統(tǒng)地研究了離子庫侖晶體的多次二級(jí)結(jié)構(gòu)相變現(xiàn)象并用最小能量法模擬了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。(3)、研究了非線性區(qū)中囚禁離子的Duffing振子模型以及離子振子在不同維度上的運(yùn)動(dòng)傳遞現(xiàn)象。

【文章頁數(shù)】：114 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１離子芯片阱動(dòng)畫示意圖

１．１所示，這種阱結(jié)構(gòu)包含多個(gè)囚禁互連區(qū)，離子能被穩(wěn)定的囚禁在每一個(gè)囚禁??區(qū)中，并且可Ｗ將它們?cè)诓煌那艚麉^(qū)中移動(dòng)，如果需要對(duì)囚禁離子進(jìn)行操作，??我們就將存儲(chǔ)區(qū)中的離子移動(dòng)到操作區(qū)，然后對(duì)它們進(jìn)行操作，如圖１．１?（ａ），??當(dāng)對(duì)離子量子態(tài)操作完成之后，我們一般會(huì)將離子再次移....

圖１．２不同結(jié)構(gòu)離子巧片即示意圖

??片阱是一種＂Ｈ明治＂結(jié)構(gòu)（如圖１．２（ａ）所示），直流電極鋪在阱的最外層，射??頻電極夾在直流電極的中間。這種阱結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，加工比較困難。在阱中，可??Ｗ有多個(gè)＂Ｔ＂形或者＂Ｘ＂形囚禁互連＂結(jié)＂，它能穩(wěn)定地將離子在不同的囚禁??區(qū)中移動(dòng)。在文獻(xiàn)［３引中，實(shí)現(xiàn)了?＂Ｔ＂形結(jié)構(gòu)....

圖２．１馬鞍勢(shì)能旋轉(zhuǎn)動(dòng)畫示意圖（ａ）馬鞍勢(shì)能面示意圖化）馬鞍勢(shì)能面??

圖２．１馬鞍勢(shì)能旋轉(zhuǎn)動(dòng)畫示意圖（ａ）馬鞍勢(shì)能面示意圖化）馬鞍勢(shì)能面??繞Ｚ軸Ｗ頻率Ｑ旋轉(zhuǎn)示意圖（Ｃ）鹿勢(shì)近似下旋轉(zhuǎn)的馬鞍勢(shì)能面圖［５０］。??圖２．１（ａ）為怯６）形成的一個(gè)馬鞍勢(shì)能面，很容易看出，盡管在Ｘ軸方向存??在勢(shì)能最低點(diǎn)，但是在ｙ軸，卻沒有勢(shì)能最低點(diǎn)，所Ｗ，無源靜態(tài)勢(shì)場(chǎng)....

圖２．?２四極質(zhì)譜儀示意圖［５４］

譜儀示意圖［５４］。四個(gè)雙曲面電極保證了在阱內(nèi)形成實(shí)驗(yàn)中，一般采用圓柱形的電極（黑色圓圈）Ｗ方便早源于四極質(zhì)譜儀，而四極質(zhì)譜儀原理就是粒子在二２．?２為四極質(zhì)譜儀的示意圖，它由四個(gè)雙曲面電極構(gòu)成＝Ｕ?＋?Ｆｃｏｓ（尚），那么就能產(chǎn)生一個(gè)電四極囚禁勢(shì)巧２?２??〇）（ｘ，?ｖ）?＝....

本文編號(hào)：3949726