用于操控量子系统的实验装置的制作方法

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。技术实现要素：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。附图说明为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本实用新型实施例的用于操控量子系统的实验装置的示意图。附图标号说明：标号名称标号名称100热箱110电磁屏蔽层120保温层130真空隔热层140容置内腔200纳米共振腔300温控装置本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。请参照附图1，本实用新型提供的一种用于操控量子系统的实验装置，包括热箱100、纳米共振腔200和温控装置300；热箱100包括由外到内依次连接的电磁屏蔽层110、保温层120、真空隔热层130以及容置内腔140；纳米共振腔200位于容置内腔140中以能够将容置内腔140中的原子激发出量子纠缠态；温控装置300用于调节容置内腔140的温度。本申请的方案中，由于热箱100包括由外到内依次连接的电磁屏蔽层110、保温层120、真空隔热层130以及容置内腔140，电磁屏蔽层110用于隔绝外界的电磁干扰，保温层120和真空隔热层130共同作用以阻止热箱内外的热交换，将热箱100模拟成类似于热库一样的稳定的热源。通过原子激光器向容置内腔140中射入原子，容置内腔140中可以设置多个纳米共振腔200，两个耦合的纳米共振腔200能够制备出纠缠相干态，纳米共振腔200通过设置于热箱100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。作为本实用新型的一种优选实施方式，用于操控量子系统的实验装置包括抽真空泵，抽真空泵与真空隔热层130的空气出口102连接。抽真空泵将真空隔热层130中的空气抽出以减少热交换。优选地，保温层120为二氧化硅气凝胶层。气凝胶材料密度可低达3kg/m3，能起到非常好的绝热保温性能，并且耐高温。优选地，电磁屏蔽层110由纯镁材料构成。作为本实用新型的一种具体实施方式，热箱上设置有样品输送口101，以能够使原子通过样品输送口101进入纳米共振腔200。样品输送口101可以与激光器相连接。进一步地，温控装置300包括温度检测器，温度检测器伸入容置内腔140中以测量容置内腔140中的温度。温度检测器将检测到的温度反馈至温控装置300的控制系统，温控装置300的控制系统能够将温度预设值与反馈值相比对自动升温或者降温。优选地，容置内腔140的外壁面上螺旋式缠绕有加热丝，加热丝与温控装置连接。温控装置通过加热丝给容置内腔140的外壁面加热来控制容置内腔140中的温度。此外，容置内腔140的外壁面上还可设置有用于固定加热丝的挂钩，加热丝与挂钩相配合。以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的
技术领域：
均包括在本实用新型的专利保护范围内。当前第1页1 2 3