【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及离子阱，尤其涉及一种离子阱基态冷却方法、系统及量子计算机。
技术介绍
1、对于多比特长链的离子阱量子计算机，需要将离子长链冷却到运动基态，且通常需要对三个方向都进行冷却。相关技术中对离子进行冷却的方法有多普勒冷却、eit(electromagnetically induced transparency，电磁感应透明)冷却、边带冷却等。eit冷却能够将离子冷却到基态，且具有良好的冷却特性，比如，高带宽使得能够同时冷却相近的多个运动边带、无需对边带频率做精细校准、只需进行粗糙的预冷就能实现eit冷却。但是，相关技术中的eit冷却一个方向就需要两束光，理论上三个方向共需要六束光，需要占用较高的空间和成本，这对必须兼容超高真空和磁屏蔽的离子阱量子计算机来说是巨大的挑战。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的第一个目的在于提出一种离子阱基态冷却方法，以降低占用空间与成本。
2、本专利技术的第二个目的在于提出一种离子阱基态冷却系统。
3、本专利技术的第三个目的在于提出一种量子计算机。
4、为达到上述目的，本专利技术第一方面实施例提出了一种离子阱基态冷却方法，所述方法包括：在对所述离子阱中的预设离子链施加目标磁场的情况下，在第一时段通过第一光路向所述预设离子链提供多普勒冷却光，在第二时段通过所述第一光路向所述预设离子链提供第一π光、通过第二光路向所述预设离子链提供σ光、通过第三光路向所述
5、本专利技术第二方面实施例提出了一种离子阱基态冷却系统，所述系统包括：控制器、第一光路、第二光路、第三光路和磁场发生器；其中，所述磁场发生器，用于对所述离子阱中的预设离子链施加目标磁场；所述控制器，包括存储器、处理器和存储在所述存储器上的计算机程序，所述处理器与所述第一光路、所述第二光路和所述第三光路分别连接，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现上述的离子阱基态冷却方法。
6、本专利技术第三方面实施例提出了一种量子计算机，包括上述的离子阱基态冷却系统。
7、根据本专利技术实施例的离子阱基态冷却方法、系统及量子计算机，在对离子阱中的预设离子链施加目标磁场的情况下，在第一时段通过第一光路向预设离子链提供多普勒冷却光，在第二时段通过第一光路向预设离子链提供第一π光、通过第二光路向预设离子链提供σ光、通过第三光路向预设离子链提供第二π光，在第三时段通过第二光路向预设离子链提供态制备光；其中，第二时段在第一时段之后，第三时段在第二时段之后，多普勒冷却光和第一π光的光束方向与目标磁场的磁场方向垂直，偏振方向与磁场方向平行；σ光和态制备光的光束方向与磁场方向平行；第二π光的光束方向与磁场方向垂直，偏振方向与磁场方向平行，第一π光、第二π光和σ光为eit冷却光。通过上述多普勒冷却光、第一π光、第二π光和σ光的方向设置，可以实现支持仅需向离子发射三束光束即可实现三个方向上的eit冷却，以及兼容多普勒冷却与eit冷却，大大减少了真空外围光路所需的空间和成本。
8、本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.一种离子阱基态冷却方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的离子阱基态冷却方法，其特征在于，所述多普勒冷却光、所述第一π光和所述第二π光为线偏振光，所述σ光和所述态制备光为圆偏振光。
3.根据权利要求2所述的离子阱基态冷却方法，其特征在于，所述预设离子链包括沿z轴方向线性排列的多个离子，所述离子的运动方向包括沿所述z轴方向的轴向和与x轴方向呈第一夹角的第一径向、与y轴方向呈第二夹角的第二径向，所述磁场方向在xz平面，且与所述x轴方向呈45度夹角。
4.根据权利要求3所述的离子阱基态冷却方法，其特征在于，所述第一π光与所述σ光的差矢量沿所述x轴方向，所述第二π光与所述σ光的差矢量沿所述z轴方向。
5.根据权利要求1所述的离子阱基态冷却方法，其特征在于，所述第一π光和所述第二π光的功率小于所述σ光的功率。
6.根据权利要求5所述的离子阱基态冷却方法，其特征在于，所述第一π光和所述第二π光的功率取值范围为0.5～1.5uW，所述σ光的功率取值范围为20～500uW。
7.根据权利要求1所述的离子
8.根据权利要求7所述的离子阱基态冷却方法，其特征在于，所述第一时段的时长取值范围为900～1100us，所述第二时段的时长取值范围为800～1300us，所述第三时段的时长取值范围为5～20us。
9.根据权利要求1所述的离子阱基态冷却方法，其特征在于，所述目标磁场的磁场强度取值范围为1～20Gs。
10.根据权利要求1所述的离子阱基态冷却方法，其特征在于，所述预设离子链的离子数量取值范围为1～100。
11.根据权利要求1所述的离子阱基态冷却方法，其特征在于，所述第一π光、所述第二π光、所述σ光均为蓝失谐光。
12.一种离子阱基态冷却系统，其特征在于，所述系统包括：控制器、第一光路、第二光路、第三光路和磁场发生器；其中，
13.一种量子计算机，其特征在于，包括根据权利要求12所述的离子阱基态冷却系统。
...【技术特征摘要】
1.一种离子阱基态冷却方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的离子阱基态冷却方法，其特征在于，所述多普勒冷却光、所述第一π光和所述第二π光为线偏振光，所述σ光和所述态制备光为圆偏振光。
3.根据权利要求2所述的离子阱基态冷却方法，其特征在于，所述预设离子链包括沿z轴方向线性排列的多个离子，所述离子的运动方向包括沿所述z轴方向的轴向和与x轴方向呈第一夹角的第一径向、与y轴方向呈第二夹角的第二径向，所述磁场方向在xz平面，且与所述x轴方向呈45度夹角。
4.根据权利要求3所述的离子阱基态冷却方法，其特征在于，所述第一π光与所述σ光的差矢量沿所述x轴方向，所述第二π光与所述σ光的差矢量沿所述z轴方向。
5.根据权利要求1所述的离子阱基态冷却方法，其特征在于，所述第一π光和所述第二π光的功率小于所述σ光的功率。
6.根据权利要求5所述的离子阱基态冷却方法，其特征在于，所述第一π光和所述第二π光的功率取值范围为0.5～1.5uw，所述σ光的功率取值范围为...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘志超，吴亚，贺羽，
申请(专利权)人：国仪量子技术合肥股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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