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龍圖騰網(wǎng)恭喜中國科學院精密測量科學與技術創(chuàng)新研究院申請的專利一種基于EMCCD的多離子量子態(tài)分辨裝置和方法獲國家發(fā)明授權專利權，本發(fā)明授權專利權由國家知識產(chǎn)權局授予，授權公告號為：CN119360375B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權局官網(wǎng)在2025-03-25發(fā)布的發(fā)明授權授權公告中獲悉：該發(fā)明授權的專利申請?zhí)?專利號為：202411897964.0，技術領域涉及：G06V20/69；該發(fā)明授權一種基于EMCCD的多離子量子態(tài)分辨裝置和方法是由杜豪杰;周飛;袁文飛;丁文強;王彬;卜錦濤;陳文瑾;馮芒設計研發(fā)完成，并于2024-12-23向國家知識產(chǎn)權局提交的專利申請。

本一種基于EMCCD的多離子量子態(tài)分辨裝置和方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明公開了一種基于EMCCD的多離子量子態(tài)分辨裝置，包括真空腔體，真空腔體中離子通過成像鏡組成像到EMCCD相機上，EMCCD相機輸出離子圖像數(shù)據(jù)并傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集卡，計算機對數(shù)據(jù)采集卡中的數(shù)據(jù)進行處理從而對離子的量子態(tài)進行分辨。本發(fā)明還公開了一種基于EMCCD的多離子量子態(tài)分辨方法，通過對采集的離子圖片進行兩次閾值判別并結合Rabi振蕩曲線分辨離子量子態(tài)。本發(fā)明方法適用于單個離子和多個離子的量子態(tài)分辨、方便快捷、實現(xiàn)過程簡單。

本發(fā)明授權一種基于EMCCD的多離子量子態(tài)分辨裝置和方法在權利要求書中公布了：1.一種基于EMCCD的多離子量子態(tài)分辨方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟1、搭建一種基于EMCCD的多離子量子態(tài)分辨裝置，所述一種基于EMCCD的多離子量子態(tài)分辨裝置包括真空腔體（1），真空腔體（1）中囚禁有離子，離子通過成像鏡組（2）成像到EMCCD相機（3）上，EMCCD相機（3）輸出離子圖像數(shù)據(jù)，離子圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集卡（4），計算機對數(shù)據(jù)采集卡（4）中的數(shù)據(jù)進行處理從而對離子的量子態(tài)進行分辨；步驟2、將離子裝載到真空腔體（1）內的三維囚禁勢阱中，并對離子進行冷卻；步驟3、運行EMCCD相機（3），并通過EMCCD相機（3）捕獲離子動態(tài)影像；步驟4、將冷卻后的離子作為預測量離子，將預測量離子制備到暗態(tài)，EMCCD相機（3）采集暗態(tài)離子圖像數(shù)據(jù)；將預測量離子制備到亮態(tài)并進行熒光激發(fā)，EMCCD相機（3）采集亮態(tài)離子圖像數(shù)據(jù)；基于暗態(tài)離子圖像數(shù)據(jù)繪制暗態(tài)像素值分布曲線，基于亮態(tài)離子圖像數(shù)據(jù)繪制亮態(tài)像素值分布曲線；暗態(tài)像素值分布曲線的橫坐標和亮態(tài)像素值分布曲線的橫坐標均為像素值，暗態(tài)像素值分布曲線的縱坐標和亮態(tài)像素值分布曲線的縱坐標均為像素個數(shù)；步驟5、根據(jù)亮態(tài)像素值分布曲線和暗態(tài)像素值分布曲線選擇像素值閾值A，像素值閾值A的選擇依據(jù)為：亮態(tài)像素值分布曲線中像素值大于像素值閾值A的像素的數(shù)量，記為像素數(shù)量C；暗態(tài)像素值分布曲線中像素值大于像素值閾值A的像素的數(shù)量，記為像素數(shù)量D；設定像素數(shù)量差值m，C-D≥m；之后在像素數(shù)量C和像素數(shù)量D之間選取中間數(shù)值作為數(shù)量閾值B；步驟6、通過調節(jié)量子態(tài)制備參數(shù)，使預測量離子的量子態(tài)在亮態(tài)、疊加態(tài)以及暗態(tài)之間循環(huán)轉換，實現(xiàn)Rabi振蕩；每一輪量子態(tài)轉換后，通過EMCCD相機（3）采集離子圖片；每采集1張離子圖片，計算機根據(jù)像素值閾值A和數(shù)量閾值B判斷離子圖片中圖像處理區(qū)域對應的預測量離子為亮態(tài)還是暗態(tài)，每采集到離子圖片的數(shù)量等于指定數(shù)目N時，計算機進行一次統(tǒng)計分辨，統(tǒng)計對應N張離子圖片中預測量離子為暗態(tài)或者亮態(tài)的離子圖片的數(shù)量，進而確定對應的預測量離子的量子態(tài)布居數(shù)；同時，計算機依據(jù)預測量離子的量子態(tài)布居數(shù)隨量子態(tài)制備參數(shù)不同而變化，得到對應的Rabi振蕩曲線；對像素值閾值A和數(shù)量閾值B進行調整直至Rabi振蕩曲線的峰值達到預設的高閾值并且Rabi振蕩曲線的最小值在預設的低閾值以下，從而得到調整后的像素值閾值A和調整后的數(shù)量閾值B；步驟7、EMCCD相機（3）對待分辨離子采集離子圖像數(shù)據(jù)，待分辨離子與預測量離子為同種離子；對于每一個統(tǒng)計分辨時間點，待分辨離子對應的離子圖像數(shù)據(jù)包括N張離子圖片；對于每個待分辨離子，根據(jù)對應調整后的像素值閾值A和調整后的數(shù)量閾值B，判斷各離子圖片中圖像處理區(qū)域對應的待分辨離子為亮態(tài)還是暗態(tài)，并依據(jù)N張離子圖片中待分辨離子為暗態(tài)或者亮態(tài)的離子圖片的數(shù)量，確定對應的待分辨離子的量子態(tài)布居數(shù)。

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