[实用新型]用于操控量子系统的实验装置

说明书

本实用新型公开了一种用于操控量子系统的实验装置，包括热箱、纳米共振腔和温控装置；所述热箱包括由外到内依次连接的电磁屏蔽层、保温层、真空隔热层以及容置内腔；所述纳米共振腔位于所述容置内腔中以能够将所述容置内腔中的原子激发出量子纠缠态；所述温控装置用于调节所述容置内腔的温度。本实用新型的用于操控量子系统的实验装置能够提供一个稳定的温度环境并模拟激发和操纵纠缠态相干态。

技术领域

本实用新型涉及量子装置领域，尤其涉及一种用于操控量子系统的实验装置。

背景技术

在热力学里，热库被视为是一固定温度的热来源，热库的温度不会因为热量增加或被抽离而有任何改变。自量子理论被提出，操纵量子系统成为了量子物理学一个热门的研究课题。随着实验条件和技术水平的进步，人们已经具备操控单个量子系统的能力。近年来，由于半导体制造技术的日益成熟，人们已经可以制造出处于介观尺度的物理器件。纳米机械共振腔是一种典型的纳米电机系统，利用两个耦合的纳米共振腔能够制备出纠缠相干态。纠缠相干态是实现连续变量量子信息处理的纠缠态之一，激发和操纵纠缠态对量子信息的应用非常重要。

然而，操纵纠缠态需要在热库中进行，热库是物理热学中的理想模型，这个模型必须是温度不变，可以说热库是温度不会因为热量增加或被抽离而有任何改变的热源。热库的定义是一个巨大的可逆热源,巨大到任何热交换都不至於改变它的温度(或是其他的热座标)当系统与热库进行相互作用时,它们之间可以随时交换能量。实际生活中没有热库，只有接近热库的热源，目前也没没有一种比较成熟的用于操控量子系统的实验装置。

鉴于此，有必要提供一种用于操控量子系统的实验装置以克服或至少缓解上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种用于操控量子系统的实验装置，该用于操控量子系统的实验装置能够提供一个稳定的温度环境并模拟激发和操纵纠缠态相干态。

为实现上述目的，本实用新型提出的一种用于操控量子系统的实验装置，其特征在于，所述用于操控量子系统的实验装置包括热箱、纳米共振腔和温控装置；

所述热箱包括由外到内依次连接的电磁屏蔽层、保温层、真空隔热层以及容置内腔；

所述纳米共振腔位于所述容置内腔中以能够将所述容置内腔中的原子激发出量子纠缠态；

所述温控装置用于调节所述容置内腔的温度。

优选地，所述用于操控量子系统的实验装置包括抽真空泵，所述抽真空泵与所述真空隔热层的空气出口连接。

优选地，所述保温层为二氧化硅气凝胶层。

优选地，所述电磁屏蔽层由纯镁材料构成。

优选地，所述热箱上设置有样品输送口，以能够使原子通过所述样品输送口进入所述纳米共振腔。

优选地，所述温控装置包括温度检测器，所述温度检测器伸入所述容置内腔中以测量所述容置内腔中的温度。

优选地，所述容置内腔的外壁面上螺旋式缠绕有加热丝，所述加热丝与所述温控装置连接。

优选地，所述容置内腔的外壁面上设置有用于固定所述加热丝的挂钩。

本申请的方案中，由于热箱包括由外到内依次连接的电磁屏蔽层、保温层、真空隔热层以及容置内腔，电磁屏蔽层用于隔绝外界的电磁干扰，保温层和真空隔热层共同作用以阻止热箱内外的热交换，将热箱模拟成类似于热库一样的稳定的热源。通过激光向容置内腔中射入原子，容置内腔中可以设置多个纳米共振腔，两个耦合的纳米共振腔能够制备出纠缠相干态，纳米共振腔通过设置于热箱外部的按钮进行控制以模拟激发和操纵纠缠态相干态。由此，在本实用新型的操控量子系统的实验装置能够提供一个稳定的温度环境并模拟激发和操纵纠缠态相干态。

附图说明