量子技术

通过操纵和控制量子(原子、电子、光子等)的独特特性和行为,例如二元性、叠加和纠缠,实现量子计算和量子模拟等新兴技术。

玻色-爱因斯坦凝聚 (BEC)

激光器制冷是在 1980s 末开发的一种技术,可利用激光冷却或捕获气体原子。1995 年,激光器制冷促进实现了铷-87 原子蒸汽中玻色-爱因斯坦凝聚 (BEC) 的产生。借助激光器制冷和 BEC,能够观测单个原子和离子的量子力学行为。

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ORCA-Quest 能够解析光子数,并且可以定量、快速且以高分辨率检测原子发光。

ORCA-Fusion BT 数字 CMOS 相机可以检测高速和高分辨率的原子发射。

ImagEM X2 EM-CCD 相机可以检测单个光子。

量子成像

量子成像是一种利用光的量子特性来实现高灵敏度或特殊成像方法的成像技术。其中一种方法称为“幽灵成像”,通过检测相关的纠缠光子来获取纠缠图像。幽灵成像近年来引起了研究人员的兴趣。

Quantum imaging

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ORCA-Quest 能够解析光子数,为量子成像和量子纠缠现象创造了新的可能。

ImagEM X2 EM-CCD 相机能够以足够的灵敏度检测单个光子,使研究人员能够观测量子纠缠等现象。

LCOS-SLM 是一种反射空间光调制器,可通过液晶自由控制光相位。精确的波前控制支持生成高阶拉盖尔-高斯光束。

HPD

HPD 是一种具备高灵敏度、快速响应和低抖动的光电检测器,可检测光子。HPD 最大限度地提高了检测效率,并且较之 PMT 减少了过剩噪声,从而具备优于 PMT 的信噪比。

中性原子和离子阱

中性原子和离子阱使用激光器制冷来冷却原子或离子,从而减慢其运动。光镊用于捕获中性原子,而彭宁阱、保罗阱等阱利用电场来产生囚禁离子的电位。通过将空间光相位调制器 (LCOS-SLM) 与适当的相位图案和光学系统组合,可以生成大量光束点。在这些点位置捕获中性原子使得中性原子能够以任何阵列配置方式排布。中性原子和离子阱可以配置为“叠加状态”,亦即使用“0”状态和“1”状态(也称为量子位)为其状态进行编码。使用高灵敏度相机监控离子阱和中性原子的位置。观测离子阱和中性原子的荧光或其缺乏的荧光,用于指示量子位的状态。PMT 等光子计数探测器通常用于读出离子阱的量子位状态,而 EM-CCD 相机用于读出中性原子的量子位状态。可以操纵量子力学行为以实现量子计算和量子模拟等用途。

Neutral atoms and Ion trap

Neutral atoms

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ORCA-Quest 能够解析光子数,从而能够在保持高分辨率的同时定量检测离子阱和中性原子发出的弱光。

ORCA-Fusion BT 能够以高速和高分辨率检测离子阱和中性原子发出的弱光。

ImagEM X2 EM-CCD 相机可检测单个光子,并捕获原子或离子发出的微弱荧光。

LCOS-SLM 是一种反射空间光调制器,可通过液晶自由控制光相位。使用 LCOS-SLM 控制相位(波前)使研究人员能够生成高效的微光阱阵列。

光子计数头 H10682 系列是一种模块,能够以高灵敏度和低噪声对离子荧光进行光子计数测量。

64 通道多阳极 PMT 组件 H12428 系列是一种可检测 64 通道基质中多个离子的荧光的组件。

32 通道线性阵列多阳极 PMT 模块 H11460 系列是一种低串扰模块,可通过 32 通道线性阵列检测多个离子的荧光。(另提供光子计数模块 H12211。)

HPD

HPD 是一种可以检测荧光的高灵敏度、快速响应和低抖动光电检测器。HPD 最大限度地提高了量子效率,并且较之 PMT 减少了过剩噪声,因而具备优于 PMT 的信噪比。

氮空缺 (NV)

钻石是一种碳晶体。如果去除晶体晶格中的碳原子并用氮原子替换,则会导致电子空缺,因此称为“氮空缺”。氮空缺 (NV) 中心对周围环境的变化和量子状态的变化具有非常敏感的反应特性,这种特性可用作传感器功能。因此,带有 NV 中心的钻石被当做“量子传感器”,并作为下一代超灵敏传感器引起人们的注意。氮空缺是量子计算和量子模拟的一种有吸引力的量子位模态,因为它能够在室温下运行。

Diamond NV center

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ORCA-Quest 能够解析光子数,从而能够在保持高分辨率的同时定量检测 NV 中心发出的微弱荧光。

ORCA-Fusion BT 能够快速灵敏地检测 NV 中心发出的微弱荧光。

LCOS-SLM 是一种反射空间光调制器,可通过液晶自由控制光相位。精确的波前控制可实现同步多点照射。

MPPC 具有高增益(约 106)、可检测 650nm NV 荧光的高光子探测效率、宽动态范围和优异的光子峰值鉴别能力,因此可以获得适合高速弱信号的高信噪比。MPPC 模块包含 MPPC、放大器和电源,因而使用非常方便。

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