使用环氧树脂基质制造用于原子和分子源的激光烧蚀靶的技术的制作方法

专利2026-02-03  7


本公开的各方面一般涉及用于实现和/或操作量子信息处理(qip)系统的系统和方法,更具体地,涉及制造在基于原子的量子位的qip系统的原子源中使用的激光烧蚀靶的技术。


背景技术:

1、囚禁原子是量子信息处理或量子计算的主要实现方式之一。基于原子的量子位可以用作量子存储器,用作量子计算机和模拟器中的量子门,也可以用作量子通信网络的节点。基于囚禁原子离子的量子位具有罕见的特性组合。例如,基于囚禁原子离子的量子位具有非常好的相干性,可以以接近100%的效率制备和测量,并且通过用合适的外部控制场(如光场或微波场)调制它们的库仑相互作用可容易地相互纠缠。这些特性使基于原子的量子位对量子计算或量子模拟等扩展量子操作具有吸引力。

2、此外,离子阱量子计算通常在量子位寄存器上运行,量子位寄存器由约束在paul阱中的线性离子串形成。每个物理量子位都基于单个离子的两个内部能级,这两个内部能级在塞曼或超精细分裂(manifold)内定义,或对应于被禁止的光学跃迁。迄今为止,量子位已在所有非放射性碱土元素的囚禁离子宿主中得到证明。这些离子具有简单的电子结构,这有助于直接激光冷却以及通过电磁场进行量子态制备、操纵和读出。在碱土类元素中,只有三种(cd、hg、yb)具有核自旋(i)=1/2的天然同位素。汞和镉离子需要电磁光谱中深紫外部分的激光,因此很难将它们集成到大规模的离子阱架构中。

3、由于171yb+具有最长的370nm激光冷却波长,因此得到了广泛应用。然而,即使在这种紫外波长下,为可见光和红外光开发的光子学基础设施的使用也是受限的。对这些限制的一种可能的补救措施是相对稳定的合成同位素钡-133(t1/2=10.5年),它将许多不同离子量子位的优势结合到一个系统中。133ba+具有允许超精细量子位的快速、鲁棒的状态制备和读出的核自旋i=1/2、允许超高保真读出的亚稳态d态、以及能够使用为可见光和近红外光谱开发的光子技术的长波长跃迁。

4、考虑到这一点,重要的是开发新技术,以改进用作量子计算机或量子模拟器的不同qip系统的设计、制造、实现、性能和/或控制,特别是那些处理基于原子的量子位的操作的qip系统。


技术实现思路

1、以下是对一个或多个方面的简化概述,以提供对这些方面的基本理解。本概述不是所有预期方面的广泛概述,并且既不旨在识别所有方面的关键或必要元素,也不旨在描绘任何或所有方面的范围。其唯一目的是以简化的形式呈现一个或多个方面的一些概念,作为稍后呈现的更详细描述的前序。

2、本公开描述了制造在基于原子的量子位的qip系统的原子源中使用的激光烧蚀靶的技术的各个方面。在这种技术中,激光烧蚀靶是使用环氧树脂基质制造的,并且可以用于原子或分子源。

3、为了实现上述和相关目的,所述一个或多个方面包括所附权利要求中充分描述和特别指出的特征。以下描述和附图详细阐述了一个或多个方面的某些说明性特征。然而,这些特征仅指示可以采用各个方面的原理的各种方式中的一些方式,并且本描述旨在包括所有这些方面及其等价物。

4、在本发明的一般方面,提供了一种使用环氧树脂基质制造用于原子和分子源的激光烧蚀靶的方法。该示例性方法包括:将分析物放入容器中并确定分析物的量;加入已知量的多组分环氧树脂的一个组分;对分析物和该环氧树脂的组分的混合物进行超声处理;制备带有所述多组分环氧树脂的另一组分的靶基板,将精确量的所述混合物与所述靶基板上的组分结合,混合,并静置固化。

5、在本发明的另一个方面,所述分析物是钡源。

6、为了实现上述和相关目的,所述一个或多个方面包括所附权利要求中充分描述和特别指出的特征。以下描述和附图详细阐述了一个或多个方面的某些说明性特征。然而,这些特征仅指示可以采用各个方面的原理的各种方式中的一些方式,并且本描述旨在包括所有这些方面及其等价物。



技术特征:

1.一种使用环氧树脂基质制造用于原子和分子源的激光烧蚀靶的方法,该方法包括:

2.根据权利要求1所述的方法,还包括将所述分析物溶解在液体溶液中,将所述液体溶液蒸发以留下固体形式的所述分析物。

3.根据权利要求1所述的方法,还包括使得在所述容器内进行化学反应以改变所述分析物的分子形式。

4.根据权利要求1所述的方法,其中所述多组分环氧树脂是两组分环氧树脂。

5.根据权利要求1所述的方法,还包括将所述分析物和所述多组分环氧树脂的所述一个组分的混合物静置将所述分析物溶解到所述多组分环氧树脂的所述一个组分中所需的时间量。

6.根据权利要求1所述的方法,还包括分多个阶段制备所述靶基板。

7.根据权利要求1所述的方法,还包括将所述靶基板制造成期望的形状,以便于将所述靶安装到激光烧蚀系统中。

8.根据权利要求1所述的方法,还包括确定所述靶基板中的总分析物质量。

9.根据权利要求1所述的方法,其中所述分析物是bacl2或baco3。

10.根据权利要求1所述的方法,其中所述分析物是钡源。

11.根据权利要求11所述的方法,其中所述分析物是钡-133源。

12.根据权利要求1所述的方法,其中所述多组分环氧树脂的所述一个组分是树脂,而所述多组分环氧树脂的另一组分是硬化剂。

13.一种量子信息处理(qip)系统,其使用包括根据权利要求1所述的方法制造的激光烧蚀靶的原子或原子离子源。

14.一种用于制造激光烧蚀靶的方法,所述方法包括:

15.根据权利要求14所述的方法,还包括将分析物放入所述容器中并溶解液体以留下所述固体分析物。

16.根据权利要求14所述的方法,还包括使得在所述容器内进行化学反应以改变所述分析物的分子形式。

17.根据权利要求14所述的方法,还包括分多个阶段制备所述靶基板。

18.根据权利要求14所述的方法,其中所述分析物是钡-133源。

19.根据权利要求14所述的方法,其中所述多组分环氧树脂的所述第一组分是硬化剂,并且所述多组分环氧树脂的所述第二组分是树脂。

20.一种量子信息处理(qip)系统,其使用包括根据权利要求14所述的方法制造的激光烧蚀靶的原子或原子离子源。


技术总结
本公开的各方面一般涉及用于实现和/或操作量子信息处理(QIP)系统的系统和方法,更具体地,涉及制造在基于原子的量子位的QIP系统的原子源中使用的激光烧蚀靶的技术。

技术研发人员:J·M·塞奇,D·赞布拉诺,J·A·米兹拉希,M·L·戈德曼,M·G·沃纳,R·E·斯特内,C·巴雷特
受保护的技术使用者:爱奥尼克公司
技术研发日:
技术公布日:2024/7/25
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