就像一顆小球在高速旋轉(zhuǎn)的碗底,永遠(yuǎn)不會(huì)掉出來。
核心內(nèi)層外的第二層,叫做超高真空腔室。
環(huán)境隔離系統(tǒng),算是超導(dǎo)射頻離子阱的輔助系統(tǒng)。
超導(dǎo)射頻離子阱被密封在這個(gè)多層包裹的腔室內(nèi),通過離子泵和鈦升華泵將內(nèi)部氣壓抽至
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帕斯卡
的極端真空,確保殘留氣體分子不會(huì)與離子發(fā)生碰撞。
整個(gè)超高真空腔室,坐落在一個(gè)多級(jí)主動(dòng)減震平臺(tái)上。
該平臺(tái)使用地震傳感器和反饋系統(tǒng),實(shí)時(shí)產(chǎn)生反向作用力,抵消來自飛船引擎、人員走動(dòng)乃至外部星體引力波的微弱振動(dòng)。
腔室外包裹著數(shù)層高磁導(dǎo)率的μ-金屬,形成一個(gè)“磁屏蔽室”,將外部宇宙和艦船內(nèi)部的雜散磁場衰減數(shù)百萬倍,提供一個(gè)接近零磁場的靜默環(huán)境。
初始化與冷卻系統(tǒng),通過調(diào)諧到離子特定能級(jí)躍遷頻率的激光束從多個(gè)方向照射離子。
離子吸收光子后會(huì)自發(fā)輻射發(fā)射光子,通過精心設(shè)計(jì)的光路,離子吸收光子的動(dòng)量總是與其運(yùn)動(dòng)方向相反,從而有效地通過反沖動(dòng)量“剎車”。
最終,離子的動(dòng)能被極大剝奪,其運(yùn)動(dòng)被限制在量子力學(xué)的基態(tài)波包內(nèi),溫度可降至絕對(duì)零度以上百萬分之一開爾文。此時(shí),離子幾乎完全靜止。
最后,是狀態(tài)讀出與操控接口。
它使用另一束激光照射離子。
當(dāng)離子處于某個(gè)特定量子態(tài)時(shí),會(huì)散射出熒光光子;處于另一狀態(tài)時(shí),則保持黑暗。
通過一個(gè)超高效率的單光子探測器收集這些熒光,可以非破壞性地判斷離子的狀態(tài),而不會(huì)使其疊加態(tài)坍縮。
至于“刻印場”導(dǎo)入端口——阱的電極設(shè)計(jì)和腔室設(shè)計(jì)預(yù)留了端口,允許從外部將定制化的微擾磁場和共振催化場精確地導(dǎo)入并作用于被囚禁的離子之上,而不會(huì)破壞整體的超凈環(huán)境。
接下來,是與“量子態(tài)穩(wěn)定囚禁艙”配合使用的另一個(gè)設(shè)備,名為“量子態(tài)諧波刻印器”。
它是一個(gè)直徑約一米、高約半米的扁圓柱形裝置,由暗啞色的復(fù)合材質(zhì)構(gòu)成。
圓柱體的一個(gè)底面是一個(gè)極其平整的平面,上面有多個(gè)不同大小的精密耦合環(huán)和波導(dǎo)接口,用于與“量子態(tài)穩(wěn)定囚禁艙”艙壁上對(duì)應(yīng)的端口進(jìn)行無塵、無振動(dòng)的硬連接,確保場的精準(zhǔn)導(dǎo)入。