用于离子阱的低温真空装置以及量子计算设备的制作方法

本技术涉及量子计算机，尤其涉及一种用于离子阱的低温真空装置以及量子计算设备。

背景技术：

1、离子阱量子计算机的离子阱利用电荷与磁场间所产生的交互作用力约束带电粒子，使其行为得到控制。离子阱对工作环境有多重要求。首先，必须为离子阱提供一个高真空液氦温度环境；其次，必须为离子阱减小空间电磁噪声的影响；最后，必须为离子阱提供必要的激光入射通道、光子收集通道和电信号输入输出通道。

2、离子阱工作环境系统是离子阱量子计算的“基础设施”，其性能的优劣直接影响量子计算机的离子囚禁稳定性、量子比特数量、量子逻辑门保真度等重要指标。目前，低温真空系统虽然已经在各高等院校及科研机构得到应用，但大多数都没有进行合理的工程化设计存在体积庞大、系统复杂、使用及维护难度大等问题。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供用于离子阱的低温真空装置以及量子计算设备，优化了低温真空装置设计，用以达到确保设备稳定，便于观察与调试的目的。

2、根据本实用新型的一方面，提供用于离子阱的低温真空装置，包括抱箍组件、腔体支架、冷机、冷机转接法兰、冷机支架、以及自上而下通过法兰连接的球形腔、上腔体、下腔体，其中，抱箍组件固定在腔体支架上对上腔体外壁进行紧固与支撑；冷机转接法兰固定在冷机支架上对冷机和下腔体进行连接与支撑。

3、根据本实用新型的一个实施例，球形腔的下开口与上腔体的上开口通过第一刀口法兰连接；上腔体的下开口与下腔体的上开口通过第二刀口法兰连接；球形腔、上腔体和下腔体自上而下连接组合成真空腔。

4、根据本实用新型的一个实施例，冷机转接法兰的上接口为刀口法兰密封接口，下接口为o形圈密封接口。

5、根据本实用新型的一个实施例，冷机支架包括支撑顶板及支腿，所述支撑顶板为设有圆孔的方形板，所述冷机转接法兰置于圆孔处；所述支撑顶板四角设有连接孔，支腿通过连接件在连接孔处固定支撑所述支撑顶板。

6、根据本实用新型的一个实施例，支腿的底端装配有橡胶垫。

7、根据本实用新型的一个实施例，抱箍组件包括固定于腔体支架上的左支撑底座、右支撑底座，内嵌于左支撑底座的左横轴、内嵌于右支撑底座的右横轴，左抱箍、右抱箍；所述左抱箍和右抱箍通过紧固件拼合环抱紧固于上腔体外壁；左横轴的第一端顶住左抱箍，第二端固定于左支撑底座；右横轴的第一端顶住右抱箍，第二端固定于右支撑底座。

8、根据本实用新型的一个实施例，腔体支架包括4根支腿和4根横杆，所述支腿与横杆通过连接件连接组合成方形支架结构，所述抱箍组件通过连接件固定在所述横杆上。

9、根据本实用新型的一个实施例，支腿与横杆通过角件连接固定。

10、根据本实用新型的一个实施例，支腿为铝型材支腿，所述横杆为铝型材横杆。

11、根据本实用新型的另一方面，提供一种量子计算设备包括前述的用于离子阱的低温真空装置。

12、相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

13、1、本实用新型的用于离子阱的低温真空装置，采用了整体倒置的真空腔结构，使球形腔放在了最上面，有利于安装和拆卸，同时使得观测更加方便。

14、2、为了保证真空腔的整体牢固性，采用两个支撑架固定，腔体支架起到辅助支撑腔体以防倾倒的作用，冷机支架起到主要支撑腔体重量作用。

15、3、腔体支架和冷机支架，采用的铝型材支腿结构占用空间小，既可以放在地面上，也可以放在光学平台上，便于安装调试及测量。

16、4、冷机转接法兰解决了冷机密封法兰与上腔体刀口法兰无法密封的问题，在结构上实现了o型密封接口和刀口密封法兰密封连接的作用。

技术特征：

1.一种用于离子阱的低温真空装置，其特征在于，包括抱箍组件、腔体支架、冷机、冷机转接法兰、冷机支架、以及自上而下通过法兰连接的球形腔、上腔体、下腔体，其中，抱箍组件固定在腔体支架上对上腔体外壁进行紧固与支撑；冷机转接法兰固定在冷机支架上对冷机和下腔体进行连接与支撑。

2.根据权利要求1所述的用于离子阱的低温真空装置，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的用于离子阱的低温真空装置，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的用于离子阱的低温真空装置，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的用于离子阱的低温真空装置，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的用于离子阱的低温真空装置，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的用于离子阱的低温真空装置，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的用于离子阱的低温真空装置，其特征在于，

9.根据权利要求7所述的用于离子阱的低温真空装置，其特征在于，

10.一种量子计算设备，其特征在于，包括权利要求1至9中任意一项所述的用于离子阱的低温真空装置。

技术总结
本技术提供用于离子阱的低温真空装置以及量子计算设备，涉及量子计算机技术领域。用于离子阱的低温真空装置包括抱箍组件、腔体支架、冷机、冷机转接法兰、冷机支架、以及自上而下通过法兰连接组成真空腔的球形腔、上腔体、下腔体，其中，抱箍组件固定在腔体支架上对上腔体外壁进行紧固支撑；冷机转接法兰固定在冷机支架上对冷机和下腔体进行连接支撑。本技术的用于离子阱的低温真空装置采用了整体倒置的真空腔结构，使球形腔放在了最上面，有利于安装拆卸且更便于观测。

技术研发人员：苏东波,周卓俊,韩琢,罗乐
受保护的技术使用者：国开启科量子技术（北京）有限公司
技术研发日：20230524
技术公布日：2024/1/15