attocube 低温纳米位移台：离子阱量子计算领域的精密定位基石
发布日期：2026-07-15
——从Oxford Ionics到IonQ，知名量子计算团队为何不约而同选择attocube
引言
量子计算正在从实验室走向产业化，而离子阱技术凭借其超高保真度和长相干时间，被公认为最有前途的量子计算物理实现方案之一。在这一前沿领域中，一个鲜为人知却至关重要的角色是——低温纳米位移台。attocube低温位移台凭借其超卓的低温兼容性、纳米级精度和长期稳定性，已成为全球前沿离子阱量子计算团队的优选设备。
一、离子阱量子计算：精度即一切
离子阱量子计算的核心原理是利用电磁场将带电原子（离子）悬浮在芯片表面上方数十微米处，并通过精确操控离子的内部状态来执行量子运算。这一技术路线对定位精度有着极其苛刻的要求：
离子囚禁位置：离子被囚禁在距芯片表面约40μm的位置，定位精度需达到亚微米级别
多区域并行操控：量子处理器需要在多个区域同时操控不同离子组，各区域间的精确对准至关重要
低温环境运行：为降低环境噪声、提高相干时间，系统需在4K甚至mK温区运行
长期稳定性：量子计算任务可持续运行数十小时，期间定位漂移必须极小
attocube低温纳米位移台正是为满足这些极端要求而生。设备以稳定而优异的性能，原子级定位精度，纳米位移步长和厘米级位移范围受到科学家的肯定和赞誉，可广泛应用于普通大气环境和极端环境中，包括超高环境(5x10-11 mbar)、低温环境（10mK）和强磁场中（31 Tesla）。
图一，离子阱量子计算示意图
二、美国IonQ量子计算公司：可扩展光子量子互连中的关键定位角色
美国离子阱量子计算领军企业IonQ公司在其最新研究[1]中，展示了一种可扩展的光子量子互连平台。该平台利用薄膜金刚石中的硅空位（SiV）色心作为量子存储器，实现了晶圆级的高良率制造。在该研究的实验装置中，IonQ团队使用了attocube的ANPx101和ANPx311系列的低温纳米位移台，作为其稀释制冷机内低温显微镜系统的核心定位组件，IonQ团队在该平台中实现了：
协同度（Cooperativity）接近100：SiV色心与光子晶体腔的强耦合
品质因子Q > 2×10⁴：多个薄膜金刚石上的高一致性制造
波长一致性 < 2nm：近100%的可用谐振腔良率
光纤-芯片耦合效率 ~85%：低于1dB的插入损耗
图二、可扩展钻石量子存储平台的示意图
这些超卓指标的实现，离不开attocube位移台在毫开尔文温区提供的精确、稳定的定位能力。
"This refrigerator includes a superconducting vector magnet (American Magnets Inc., 1-1-1 T), a custom-built free-space wide-field microscope with a cryogenic aspherical lens, piezo positioners (Attocube ANPx101 and ANPx311 series), and both fiber and microwave feedthroughs."
该实验在20mK（毫开尔文）的极低温环境下运行，attocube位移台在此极端条件下可靠工作，为以下关键实验环节提供支撑：
图三、核心芯片及其基于attocube纳米位移的驱动部分
三、从学术突破到产业落地：attocube赋能量子计算全链条
在学术前沿，attocube低温位移台已在全球多个知名量子计算研究机构中发挥关键作用：
Oxford Ionics（英国）：全电子控制离子阱，创下单/双量子比特门保真度世界纪录
IonQ（美国）：晶圆级金刚石量子存储器平台，实现可扩展光子量子互连
英国国家量子计算中心：部署Oxford Ionics量子计算系统
德国Cyberagentur：量子计算基础设施建设
产业化优势选择attocube低温位移台，意味着：
经过知名团队验证：从4K到mK全温区，在高水平实验中被直接采用
标准化产品即满足需求：无需定制，缩短研发周期
全球技术支持：attocube提供专业的售前售后技术支持
持续产品迭代：与量子计算产业同步进化
四、展望：量子计算规模化时代的纳米定位挑战
随着离子阱量子计算向数千乃至数百万量子比特规模迈进，精密定位技术将面临更大挑战：1）更大规模芯片：晶圆级离子阱芯片需要更大行程的定位平台； 2）更高并行度：多区域同时操控要求更精确的跨区域对准； 3）更低功耗：大规模系统对制冷机热负载更加敏感； 4）更长运行时间：容错量子计算需要以天计的连续运行。attocube正以其持续的技术创新，为这些挑战提供解决方案。从Oxford Ionics的4K离子阱系统，到IonQ的mK金刚石色心平台，attocube低温位移台已在量子计算最前沿展示了其不可替代的价值。
关于attocube
attocube systems GmbH总部位于德国慕尼黑，是全球领先的精密定位与测量技术供应商。自成立以来，attocube始终专注于极端环境（低温、强磁场、超高真空）下的纳米级定位解决方案，产品广泛应用于量子计算、量子传感、凝聚态物理、半导体检测等前沿领域。attocube的低温位移台产品已成为全球量子计算研究的标准配置。
联系方式
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参考文献：
[1]. https://arxiv.org/abs/2508.06675
