發布時間:2025-07-18 10:38:07 人氣:
量子計算與量子力學實驗
量子相干性,即量子系統同時存在于多個態(疊加)并與其他系統相互關聯(糾纏)的能力,是量子計算和先進量子實驗的基石。

圖為量子相干性的介紹@阿貢國家實驗室
然而,這種疊加態極其脆弱。當量子系統與周圍環境發生相互作用時——即使最微小的相互作用方式——它也會開始失去相干性。這個過程被稱為量子退相干。
量子比特維持其量子態的持續時間,即相干時間,越短,量子計算機能夠執行的復雜計算就越少 。
隔振的目標不僅僅是創造一個穩定的物理環境,更是直接延長“相干時間” ,這是衡量量子比特可用性及其能夠執行的計算復雜度的直接指標。這使得高隔振能力從輔助技術提升為量子計算能力和可擴展性的核心推動因素。

圖為量子退相干性的直觀圖示
干涉測量與精密光學系統
干涉測量依賴于對光波之間相位差的精確測量,而這些相位差直接由光程(OPL)的差異決定。

圖為光程差示意圖
機械振動引起的物理路徑長度或折射率的微小變化,會直接改變 OPL,導致干涉光束之間產生不必要的相移。這會造成條紋模糊、對比度降低和顯著的測量誤差 。例如,在邁克爾遜干涉儀中,只有當鏡面靜止時才能獲得最大條紋對比度;即使是微小的振動也會使條紋模糊或完全消失。
對于干涉測量來說,振動隔離不僅僅是一種性能增強,也是實現理想干涉條紋的必要條件。
精密光學觀察與測量
環境中的低頻振動和高頻振動,都會對高精密的光學觀察與測量產生影響。

圖示為環境中的兩種振動
在精密光學測量領域,通常會用到高分辨率顯微鏡,如電子顯微鏡,這些高精密的觀察設備對振動極其敏感 。有效的隔振對于確保最佳成像性能和工具效率至關重要 。振動可能導致圖像失真或模糊,并使光學組件錯位 。低頻振動(如建筑施工、卡車交通、火車)和高頻振動(如旋轉機械設備)都會影響這些儀器 。

圖片展示了振動隔離在精密光學測量,如原子力顯微鏡(AFM)成像中的重要性
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