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本学位论文的工作为40Ca+离子囚禁的理论与实验研究。
第一章引言简单回顾了离子囚禁的发展历史和研究意义。
第二章介绍了离子囚禁即离子阱的原理及其进展；讨论了离子阱在量子信息与量子计算中的应用，及离子阱量子计算机的要求和计算；介绍了离子阱的实验进展及其发展前景。
第三章介绍了平面芯片离子阱的设计，并与线形Paul阱作比较。分析了平面芯片阱的电势及电场分布，证明了这种结构的适用性及其优点。
第四章介绍了二维芯片型离子阱的结构及其可扩展性。可通过操作离子阱阵列来进行大型量子信息处理。
第五章介绍了三维线形Paul阱阵列的集成设计及其扩展。描述了其在量子计算中的应用。
第六章为离子阱的实验设计部分。在实验上我们首先准备对一个线形离子阱进行40Ca+离子的囚禁和冷却，在线形阱的基础上再进行3×3电极结构的离子阱甚至更多电极离子阱的实验。然后准备加工上述设计的芯片型可扩展离子阱的加工及实验。同时介绍了离子阱实验的设计装置，包括离子阱的设计制作、超高真空系统的设计、激光系统、及简单的计算机控制系统。
第七章是对本文的总结，以及未来的工作及可能的研究方向的介绍和展望。