一种基于CVD钻石的量子信息存储设备及其制备方法技术

本发明专利技术涉及量子计算技术领域，且公开了一种基于CVD钻石的量子信息存储设备，包括外壳、内壳、主板、CVD钻石晶片、单色激光器和微波线圈，内壳位于外壳的内部且底部固定设置于外壳的底部，主板水平位于内壳的内部，主板的表面四角处均开设有插孔，多个插孔的内部均活动套接有螺杆，多个螺杆的下端均与内壳的底部固定连接，多个螺杆的杆壁且位于主板的下方均活动套接有弹簧，多个弹簧的下端均与内壳的底部固定连接，多个弹簧的上端均与主板的下表面固定连接，多个螺杆的杆壁且位于主板的上方设有紧固机构，主板的下表面和内壳的底部之间设有缓冲机构。该基于CVD钻石的量子信息存储设备及其制备方法，可以为量子计算机系统提供信息储存的能力。

A CVD diamond based quantum information storage device and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种基于CVD钻石的量子信息存储设备及其制备方法
本专利技术涉及量子计算
，具体为一种基于CVD钻石的量子信息存储设备及其制备方法。
技术介绍
量子计算是一种遵循量子力学规律调控量子信息单元进行计算的新型计算模式。对照于传统的通用计算机，其理论模型是通用图灵机；通用的量子计算机，其理论模型是用量子力学规律重新诠释的通用图灵机。从可计算的问题来看，量子计算机只能解决传统计算机所能解决的问题，但是从计算的效率上，由于量子力学叠加性的存在，目前某些已知的量子算法在处理问题时速度要快于传统的通用计算机。目前量子信息存储设备在使用的过程中，由于信息存储设备的介质相干时间短，容易造成信息丢失的现象，从而无法保证信息存储设备的使用效果。为此，本专利技术提出了一种基于CVD钻石的量子信息存储设备及其制备方法。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于CVD钻石的量子信息存储设备及其制备方法，可以为量子计算机系统提供信息储存的能力的优点，解决了目前量子信息存储设备在使用的过程中，由于信息存储设备的介质相干时间短，容易造成信息丢失的现象，从而无法保证信息存储设备的使用效果的问题。(二)技术方案为实现上述的目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于CVD钻石的量子信息存储设备，包括外壳、内壳、主板、CVD钻石晶片、单色激光器和微波线圈，所述内壳位于外壳的内部且底部固定设置于外壳的底部，所述主板水平位于内壳的内部，所述主板的表面四角处均开设有插孔，多个所述插孔的内部均活动套接有螺杆，多个所述螺杆的下端均与内壳的底部固定连接，多个所述螺杆的杆壁且位于主板的下方均活动套接有弹簧，多个所述弹簧的下端均与内壳的底部固定连接，多个所述弹簧的上端均与主板的下表面固定连接，多个所述螺杆的杆壁且位于主板的上方设有紧固机构，所述主板的下表面和内壳的底部之间设有缓冲机构。优选的，所述紧固机构包括螺环和手动环，所述螺环与螺杆的杆壁螺纹设置，且螺环位于主板的上方，所述手动环固定设置于螺环的上侧，所述手动环的内壁与螺环的外壁活动套接。优选的，所述缓冲机构包括固定盘和弧形弹性板，所述固定盘固定设置于主板的下表面中心处，所述弧形弹性板分别固定设置于固定盘的左右两侧，且两个所述弧形弹性板呈左右对称设置，两个所述弧形弹性板的下端均与内壳的底部滑动连接。优选的，所述内壳的底部内壁开设有两个条形槽，两个所述条形槽呈左右对称设置，两个所述条形槽的内部均横向设有限位滑杆，两个所述限位滑杆的两端均对应所述条形槽的左右两侧固定连接，两个所述限位滑杆的杆壁均滑动设置有限位滑块，两个所述限位滑块的上侧均固定设有连接杆，两个所述连接杆的上端均通过轴销分别与两个所述弧形弹性板的下端转动连接。优选的，所述单色激光器为532nm激光器，所述微波线圈为2870MHz线圈。优选的，所述外壳的顶部设有壳盖，所述壳盖的内部设置有内螺纹，所述外壳的顶部设置有外螺纹，所述壳盖和外壳之间通过外螺纹和内螺纹的配合紧固连接。一种基于CVD钻石的量子信息存储设备的制备方法，具体步骤如下：步骤一：首先通过透射电镜在CVD钻石晶片内部注入氮离子，之后1000度高温退火产生NV中心；步骤二：首先用532nm激光照射CVD钻石晶片10微秒对其进行极化，然后通过微波线圈施加2870MHz微波，设备实现对NV中心电子自旋的调控；步骤三：被编码到自旋叠加态的NV中心在室温下，可以在20毫秒的纵向相干时间内保持信息幅度在1/e与原有幅度的积以上；步骤四：在工业低温系统的77K低温下，相干时间达到1秒，从而实现稳定可靠的量子信息存储。(三)有益效果与现有技术相比，本专利技术提供了一种基于CVD钻石的量子信息存储设备及其制备方法，具备以下有益效果：1、该基于CVD钻石的量子信息存储设备，通过设置在螺杆、弹簧、手动环和螺环，能够将主板限位定位在螺杆的杆壁上，通过设置在主板和内壳底部之间的固定盘、弧形弹性板、限位滑杆、限位滑块和连接杆，能够使得主板具备较好的缓冲效果，从而能够对主板表面的CVD钻石晶片、单色激光器和微波线圈进行有效的防护，降低了外界的震动对CVD钻石晶片、单色激光器和微波线圈的影响。2、该基于CVD钻石的量子信息存储设备的制备方法，通过步骤一：首先通过透射电镜在CVD钻石晶片内部注入氮离子，之后1000度高温退火产生NV中心；步骤二：首先用532nm激光照射CVD钻石晶片以10微秒对其进行极化，然后通过微波线圈施加2870MHz微波，设备实现对NV中心电子自旋的调控；步骤三：被编码到自旋叠加态的NV中心在室温下，可以在20毫秒的纵向相干时间内保持信息幅度在1/e与原有幅度的积以上；步骤四：在工业低温系统的77K低温下，相干时间达到1秒，从而实现稳定可靠的量子信息存储。附图说明图1为本专利技术提出的一种基于CVD钻石的量子信息存储设备的结构示意图；图2为图1中局部A部分的结构示意图；图3为图1固定盘和弧形弹性的俯视结构示意图；图4为图1的B部分结构放大图。图中：1外壳、2内壳、3主板、4CVD钻石晶片、5单色激光器、6微波线圈、7螺杆、8弹簧、9手动环、10螺环、11固定盘、12弧形弹性板、13限位滑杆、14限位滑块、15连接杆、16壳盖。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-4，一种基于CVD钻石的量子信息存储设备，包括外壳1、内壳2、主板3、CVD钻石晶片4、单色激光器5和微波线圈6，内壳2位于外壳1的内部且底部固定设置于外壳1的底部，主板3水平位于内壳2的内部，主板3的表面四角处均开设有插孔，多个插孔的内部均活动套接有螺杆7，多个螺杆7的下端均与内壳2的底部固定连接，多个螺杆7的杆壁且位于主板3的下方均活动套接有弹簧8，多个弹簧8的下端均与内壳2的底部固定连接，多个弹簧8的上端均与主板3的下表面固定连接，多个螺杆7的杆壁且位于主板3的上方设有紧固机构，主板3的下表面和内壳2的底部之间设有缓冲机构。紧固机构包括螺环10和手动环9，螺环10与螺杆7的杆壁螺纹设置，且螺环10位于主板3的上方，手动环9固定设置于螺环10的上侧，手动环9的内壁与螺杆7的外壁活动套接。缓冲机构包括固定盘11和弧形弹性板12，固定盘11固定设置于主板3的下表面中心处，弧形弹性板12分别固定设置于固定盘11的左右两侧，且两个弧形弹性板12呈左右对称设置，两个弧形弹性板12的下端均与内壳3的底部滑动连接。内壳2的底部内壁开设有两个条形槽，两个条形槽呈左右对称设置，两个条形槽的内部均横向设有限位滑杆13，两个限位滑杆13的两端均对应条形槽的左右两侧固定连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于CVD钻石的量子信息存储设备，包括外壳(1)、内壳(2)、主板(3)、CVD钻石晶片(4)、单色激光器(5)和微波线圈(6)，其特征在于：所述内壳(2)位于外壳(1)的内部且底部固定设置于外壳(1)的底部，所述主板(3)水平位于内壳(2)的内部，所述主板(3)的表面四角处均开设有插孔，多个所述插孔的内部均活动套接有螺杆(7)，多个所述螺杆(7)的下端均与内壳(2)的底部固定连接，多个所述螺杆(7)的杆壁且位于主板(3)的下方均活动套接有弹簧(8)，多个所述弹簧(8)的下端均与内壳(2)的底部固定连接，多个所述弹簧(8)的上端均与主板(3)的下表面固定连接，多个所述螺杆(7)的杆壁且位于主板(3)的上方设有紧固机构，所述主板(3)的下表面和内壳(2)的底部之间设有缓冲机构。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于CVD钻石的量子信息存储设备，包括外壳(1)、内壳(2)、主板(3)、CVD钻石晶片(4)、单色激光器(5)和微波线圈(6)，其特征在于：所述内壳(2)位于外壳(1)的内部且底部固定设置于外壳(1)的底部，所述主板(3)水平位于内壳(2)的内部，所述主板(3)的表面四角处均开设有插孔，多个所述插孔的内部均活动套接有螺杆(7)，多个所述螺杆(7)的下端均与内壳(2)的底部固定连接，多个所述螺杆(7)的杆壁且位于主板(3)的下方均活动套接有弹簧(8)，多个所述弹簧(8)的下端均与内壳(2)的底部固定连接，多个所述弹簧(8)的上端均与主板(3)的下表面固定连接，多个所述螺杆(7)的杆壁且位于主板(3)的上方设有紧固机构，所述主板(3)的下表面和内壳(2)的底部之间设有缓冲机构。


2.根据权利要求1所述的一种基于CVD钻石的量子信息存储设备，其特征在于：所述紧固机构包括螺环(10)和手动环(9)，所述螺环(10)与螺杆(7)的杆壁螺纹设置，且螺环(10)位于主板(3)的上方，所述手动环(9)固定设置于螺环(10)的上侧，所述手动环(9)的内壁与螺杆(7)的外壁活动套接。


3.根据权利要求1所述的一种基于CVD钻石的量子信息存储设备，其特征在于：所述缓冲机构包括固定盘(11)和弧形弹性板(12)，所述固定盘(11)固定设置于主板(3)的下表面中心处，所述弧形弹性板(12)分别固定设置于固定盘(11)的左右两侧，且两个所述弧形弹性板(12)呈左右对称设置，两个所述弧形弹性板(12)的下端均与内壳(2)的底部滑动连接。


4.根据权利要求3所述的一种基于CVD钻石的量子...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵芬霞，刘宏明，
申请(专利权)人：湖州中芯半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33