离子阱

用电磁场将离子囚禁在一定范围内的装置
离子阱(Ion trap)[1],又称离子囚禁[3],一种利用电场磁场,或者它们的组合,将离子限定在真空度极高的有限空间内的装置。[1]其技术原理是利用电荷电磁场间的交互作用力牵制带电粒子运动,并利用受限离子的基态激发态组成的两个能级作为量子比特,利用微波激光照射操纵量子态,通过连续泵浦光和态相关荧光实现量子比特的初始化和探测,离子阱量子比特可以很容易与更多量子比特互动。[4][3]
量子计算机以粒子的量子力学状态,如传统计算机以电位的高低表示位元0和1,而量子计算机以粒子的量子力学状态,如原子的自旋方向等表示0和1,称为“量子比特”。离子阱利用电极产生电场,将经过超冷处理的离子囚禁在电场里,实现量子比特。因此离子阱可以应用于实现量子计算机。[5][6][7][8]
离子阱,大致分为三维离子阱线性离子阱轨道离子阱三种。[1]应用最多的离子阱有“保罗离子阱”(即四极离子阱,沃尔夫冈·保罗)和彭宁离子阱[9]

概述

定义