[发明专利]量子比特的制备方法及装置有效
申请号: | 201510883512.1 | 申请日: | 2015-12-03 |
公开(公告)号: | CN106850194B | 公开(公告)日: | 2020-03-10 |
发明(设计)人: | 钱懿;付莱德·致衡·冯 | 申请(专利权)人: | 华为技术有限公司 |
主分类号: | H04L9/08 | 分类号: | H04L9/08 |
代理公司: | 北京中博世达专利商标代理有限公司 11274 | 代理人: | 申健 |
地址: | 518129 广东*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 量子 比特 制备 方法 装置 | ||
本发明公开了一种量子比特的制备方法及装置,涉及量子信息技术领域。为了解决现有技术中仅能够实现制备特定量子比特状态的问题而发明。该装置包括:依次连接的单光子源、起偏器和改进型AMZI,其中:改进型AMZI包括偏振分束器、第一光波导、第二光波导、3dB耦合器、位于第一光波导或第二光波导形成的传输路径上的相位调制器、位于第一光波导或第二光波导形成的传输路径上的偏振旋转器;第一光波导的长度大于第二光波导,偏振分束器的输入端和起偏器连接,偏振分束器的两个输出端分别和第一光波导和第二光波导的输入端连接,第一、第二光波导的输出端分别与3dB耦合器的输入端连接。本发明应用在制备量子比特的过程中。
技术领域
本发明涉及量子信息技术领域,尤其涉及一种量子比特的制备方法及装置。
背景技术
量子信息技术起源于20世纪80年代,主要包括了量子计算和量子通信两大方向。量子信息技术中的量子秘钥分发(Quantum Key Distribution,QKD)技术,可提供物理上的无条件安全信息传输能力,被认为是一种安全性最高的加密方式。也正因为如此,目前QKD技术的应用越来越广泛。在QKD技术的实现过程中,密钥分发的前提是制备量子比特。
目前,现有技术中提供了一种制备量子比特的装置及方法,如图1所示,具体包括:单光子光源11、12、13和14四个单光子光源、第一光波导15、第二光波导16和不等臂马赫曾德干涉仪(Asymmetric Mach-Zehnder Interferometer,AMZI)17。其中,第二光波导16的长度大于第一光波导15的长度;AMZI17包括第三光波导171、第四光波导172、相位调制器173、两个3dB耦合器174,第三光波导171的长度大于第四光波导172的长度,相当于AMZI的两条干涉臂;相位调制器173位于任意一个干涉臂对应的传输路径上;两个3dB耦合器分别位于两条干涉臂的两端。其工作原理具体为:单光子光源11发出的单光子脉冲,经过第一光波导15形成一个前时序脉冲态|F>;单光子光源12发出的单光子脉冲,经过第二光波导16形成一个后时序脉冲态|S>;单光子光源13发出的单光子脉冲,经过AMZI 17(相位调制器的相位为0),输出前后时序脉冲的量子叠加态单光子光源14发出的单光子脉冲,经过AMZI(相位调制器的相位为π),输出前后时序脉冲的量子叠加态
现有的这种量子比特的制备装置及方法,仅能够实现制备特定量子比特状态,使量子信息处理的灵活性受到限制。
发明内容
本发明提供一种量子比特的制备方法及装置,能够制备任意形态的量子比特。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
第一方面,本发明实施例提供一种量子比特的制备装置,包括:依次连接的单光子源、起偏器和改进型不等臂马赫曾德干涉仪,其中:
所述改进型不等臂马赫曾德干涉仪包括偏振分束器、第一光波导、第二光波导、3dB耦合器、位于第一光波导或第二光波导形成的传输路径上的相位调制器、位于第一光波导或第二光波导形成的传输路径上的偏振旋转器;所述第一光波导的长度大于所述第二光波导的长度,所述偏振分束器的输入端和所述起偏器连接,所述偏振分束器的第一输出端和所述第一光波导的输入端连接,所述偏振分束器的第二输出端和所述第二光波导的输入端连接,所述第一光波导和第二光波导的输出端分别与所述3dB耦合器的输入端连接;
所述起偏器,用于将所述单光子源发射的单光子处理后输出偏振角为α的偏振光,α的取值范围为0度至360度;
所述偏振分束器,用于将所述偏振角为α的偏振光分束后形成两个不同偏振方向的偏振光;
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