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任意波形发生器(AWG)应用于量子计算/加州大学

加州大学圣地亚哥分校物理系提出的解决方案是建造一个稍大一些的模型,并将用于原子观察的组件移至一个光学晶格中。然而,实现该解决方案的挑战是如何将原子冷却到绝对零度,然后用激光脉冲将其转变为三角形晶格结构。这就要求激光脉冲具备超强的精准性,并且在控制激光束信号时做到无噪音。为了实现这一目标,Spectrum仪器所推出的M4i.6622-x8任意波形发生器成为了首选。

真空实验环境

首先,需要将真空室中的几百万个锶原子冷却到几百纳米学位以内的绝对零度。其次,利用激光脉冲将超冷原子移动到如同煎饼一样的平板上。第三步,将三束激光置于同一平面,彼此间距为120度,然后依次发射来推动原子形成同步的三角形图案。这些跳跃的原子模拟了离子晶格中电子的量子行为。Barreiro博士补充道:“这为我们提供了量子行为模型,使我们能够通过超灵敏的相机观察到不断变化的状况,进而将我们的预测结果和计算机在现实中的模拟情况进行比对。这是我们此前无法在电子级别中实现的。”为了进行尺寸比较,该模型能够在500nm的尺寸下工作,而晶格中的电子仅为埃。在一个三角晶格中,原子精确和协调的移动是由多通道输出的Spectrum AWG控制多个三联激光频率实现的。

这项蓝天研究成为了第二次量子革命的一部分,其应用范围包括量子计算机材料中的量子效应研究,以及量子化学的分子结构,这些材料可用于新药物的创造。

Barreiro博士表示:“Spectrum的AWG输出质量卓越,性价比也非常高。我们对比了市场同类型的卡片解决方案,其精准度和超低噪音性能远达不到我们的要求。虽然大厂商提供的独立设备解决方案和Spectrum仪器的性能不相上下,但是因为是包含电源、控制系统和屏幕的整体设备,价格十分昂贵。Spectrum卡的价格仅为其三分之一,且仅需要搭配一台几百美元的电脑即可使用。Spectrum公司的解决方案可以精准的满足我们对性能的需求,而且还能通过Spectrum仪器提供的软件在电脑进行编程,完美符合了我们的需求。”


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