[发明专利]量子位读出装置和方法

权利要求书

1.一种量子位读出装置，其特征在于，具有：

具有共振器模的共振器；

物质，包含于上述共振器的内部，内部包含多个物质类、即物质类1、…物质类n，各物质类至少具有5个能态，在将各物质类i具有的上述5个能态，从具有低能态的状态起依次表示为|0＞_i、|1＞_i、|g＞_i、|e1＞_i、|e2＞_i时，|g＞_i-|e1＞_i间跃迁与所有上述物质类中共同的共振器模共振，以|0＞_i和|1＞_i表现量子位，其中，n是2以上的整数，i是n以下的自然数；

生成单元，生成分别与|g＞_i-|e2＞_i间跃迁、|1＞_i-|e2＞_i间跃迁共振的第一脉冲光、第二脉冲光；

第一控制单元，进行控制，以便以从上述第一脉冲光的强度比上述第二脉冲光的强度强的状态转移到上述第二脉冲光的强度比上述第一脉冲光的强度强的状态的方式，使上述第一脉冲光与上述第二脉冲光在时间上重叠而生成第三光；

第一照射单元，对上述物质类i照射上述第三光；

入射单元，生成与上述共振器模耦合的观测光，并从上述共振器的外部向该共振器入射该观测光；

读取单元，测定上述观测光的反射光和上述观测光的透射光中至少任意一者的强度，读取量子位；

第二控制单元，在读取了上述量子位之后，进行控制，以便以从上述第二脉冲光的强度比上述第一脉冲光的强度强的状态转移到上述第一脉冲光的强度比上述第二脉冲光的强度强的状态的方式，使上述第一脉冲光与上述第二脉冲光在时间上重叠而生成第四光；以及

第二照射单元，对上述物质类i照射上述第四光。

2.一种量子位读出装置，其特征在于，具有：

具有共振器模的共振器；

物质，包含于上述共振器的内部，内部包含多个物质类、即物质类1、…物质类n，各物质类至少具有5个能态，在将各物质类i具有的上述5个能态，从具有低能态的状态起依次表示为|0＞_i、|1＞_i、|g＞_i、|e1＞_i、|e2＞_i时，|g＞_i-|e1＞_i间跃迁与所有上述物质类中共同的共振器模共振，以|0＞_i和|1＞_i表现量子位，其中，n是2以上的整数，i是n以下的自然数；

生成单元，生成分别与|g＞_i-|e2＞_i间跃迁、|1＞_i-|e2＞_i间跃迁共振的第一脉冲光、第二脉冲光；

第一控制单元，进行控制，以便以从上述第一脉冲光的强度比上述第二脉冲光的强度强的状态转移到上述第二脉冲光的强度比上述第一脉冲光的强度强的状态的方式，使上述第一脉冲光与上述第二脉冲光在时间上重叠而生成第三光；

第一照射单元，对上述物质类i照射上述第三光；

入射单元，生成与上述共振器模耦合的观测光，并从上述共振器的外部向该共振器入射该观测光；

读取单元，测定上述观测光的反射光和上述观测光的透射光中至少任意一者的强度，读取量子位；以及

第二照射单元，在读取了上述量子位之后，对上述物质类i照射与|g＞_i-|e1＞_i间跃迁和|g＞_i-|e2＞_i间跃迁中的任意一者共振的光。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的量子位读出装置，其特征在于，上述读取单元，在测定上述观测光的反射光和上述观测光的透射光中至少任意一者的强度时，调整测定时间T_m以使得该测定时间T_m、共振器模与物质类的耦合常数的2倍的倒数T_g＝1/(2×g)、物质类的激发状态|e1＞的寿命Te满足T_g＜T_m＜T_e。