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龙图腾网恭喜中国科学院精密测量科学与技术创新研究院申请的专利一种基于EMCCD的多离子量子态分辨装置和方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119360375B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-25发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411897964.0，技术领域涉及：G06V20/69；该发明授权一种基于EMCCD的多离子量子态分辨装置和方法是由杜豪杰;周飞;袁文飞;丁文强;王彬;卜锦涛;陈文瑾;冯芒设计研发完成，并于2024-12-23向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于EMCCD的多离子量子态分辨装置和方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于EMCCD的多离子量子态分辨装置，包括真空腔体，真空腔体中离子通过成像镜组成像到EMCCD相机上，EMCCD相机输出离子图像数据并传输到数据采集卡，计算机对数据采集卡中的数据进行处理从而对离子的量子态进行分辨。本发明还公开了一种基于EMCCD的多离子量子态分辨方法，通过对采集的离子图片进行两次阈值判别并结合Rabi振荡曲线分辨离子量子态。本发明方法适用于单个离子和多个离子的量子态分辨、方便快捷、实现过程简单。

本发明授权一种基于EMCCD的多离子量子态分辨装置和方法在权利要求书中公布了：1.一种基于EMCCD的多离子量子态分辨方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、搭建一种基于EMCCD的多离子量子态分辨装置，所述一种基于EMCCD的多离子量子态分辨装置包括真空腔体（1），真空腔体（1）中囚禁有离子，离子通过成像镜组（2）成像到EMCCD相机（3）上，EMCCD相机（3）输出离子图像数据，离子图像数据传输到数据采集卡（4），计算机对数据采集卡（4）中的数据进行处理从而对离子的量子态进行分辨；步骤2、将离子装载到真空腔体（1）内的三维囚禁势阱中，并对离子进行冷却；步骤3、运行EMCCD相机（3），并通过EMCCD相机（3）捕获离子动态影像；步骤4、将冷却后的离子作为预测量离子，将预测量离子制备到暗态，EMCCD相机（3）采集暗态离子图像数据；将预测量离子制备到亮态并进行荧光激发，EMCCD相机（3）采集亮态离子图像数据；基于暗态离子图像数据绘制暗态像素值分布曲线，基于亮态离子图像数据绘制亮态像素值分布曲线；暗态像素值分布曲线的横坐标和亮态像素值分布曲线的横坐标均为像素值，暗态像素值分布曲线的纵坐标和亮态像素值分布曲线的纵坐标均为像素个数；步骤5、根据亮态像素值分布曲线和暗态像素值分布曲线选择像素值阈值A，像素值阈值A的选择依据为：亮态像素值分布曲线中像素值大于像素值阈值A的像素的数量，记为像素数量C；暗态像素值分布曲线中像素值大于像素值阈值A的像素的数量，记为像素数量D；设定像素数量差值m，C-D≥m；之后在像素数量C和像素数量D之间选取中间数值作为数量阈值B；步骤6、通过调节量子态制备参数，使预测量离子的量子态在亮态、叠加态以及暗态之间循环转换，实现Rabi振荡；每一轮量子态转换后，通过EMCCD相机（3）采集离子图片；每采集1张离子图片，计算机根据像素值阈值A和数量阈值B判断离子图片中图像处理区域对应的预测量离子为亮态还是暗态，每采集到离子图片的数量等于指定数目N时，计算机进行一次统计分辨，统计对应N张离子图片中预测量离子为暗态或者亮态的离子图片的数量，进而确定对应的预测量离子的量子态布居数；同时，计算机依据预测量离子的量子态布居数随量子态制备参数不同而变化，得到对应的Rabi振荡曲线；对像素值阈值A和数量阈值B进行调整直至Rabi振荡曲线的峰值达到预设的高阈值并且Rabi振荡曲线的最小值在预设的低阈值以下，从而得到调整后的像素值阈值A和调整后的数量阈值B；步骤7、EMCCD相机（3）对待分辨离子采集离子图像数据，待分辨离子与预测量离子为同种离子；对于每一个统计分辨时间点，待分辨离子对应的离子图像数据包括N张离子图片；对于每个待分辨离子，根据对应调整后的像素值阈值A和调整后的数量阈值B，判断各离子图片中图像处理区域对应的待分辨离子为亮态还是暗态，并依据N张离子图片中待分辨离子为暗态或者亮态的离子图片的数量，确定对应的待分辨离子的量子态布居数。

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