[发明专利]多芯体环形光纤以及包含所述光纤的量子系统

说明书

公开了多芯体环形光纤以及包含所述光纤的量子系统。多芯体光纤包括设置在包层中的多个波导芯体。多个芯体与至少一个其他芯体相邻定位，并且芯体中心到芯体中心的间距不大于平均芯体半径的10倍，以使得大于10％的光将沿着光纤长度在1cm的传播距离内从一个芯体耦合到相邻的芯体，从而在相邻芯体之间提供耦合并且能够实现量子游走。所述多个波导芯体以环形分布或至少一部分的环形分布设置在包层中。

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119要求2019年10月8日提交的系列号为62/912426 的美国临时申请的优先权权益，本文以该申请的内容为基础并将其通过引用全文纳入本文。

背景

本公开涉及适用于量子系统的多芯体光纤，以及包含所述多芯体光纤的系统。更具体地，本公开涉及包含多芯体环形光纤的系统，例如，芯体以周期或非周期序列排列的多芯体环形光纤，以用于实现定域量子游走。所述芯体的中心到芯体中心的间距不超过平均芯体半径的10倍，以使得大于10％的光将在至少1cm的传播距离内从一个芯体耦合到相邻芯体，从而能够实现量子游走。

发明内容

根据本公开的一个实施方式，多芯体光纤包括设置在光纤包层中的多个光纤芯体。多个波导芯体设置在包层中，并且与至少一个其他芯体相邻定位，并且芯体中心到芯体中心的间距不大于平均芯体半径的10倍，以使得大于10％的光将沿着光纤长度在1cm的传播距离内从一个芯体耦合到相邻的芯体，从而在相邻芯体之间提供耦合并且能够实现量子游走；并且多个波导芯体以环形分布或者至少一部分的环形分布设置在包层中。

一种多芯体光纤，其包括：

包层，

设置在包层中的多个芯体，其中：

所述多个芯体包括一个或多个第一波导芯体和一个或多个第二波导芯体，其中，所述芯体与至少一个其他芯体相邻定位，并且芯体中心到芯体中心的间距不大于平均芯体半径的10倍，以使得大于10％的光将沿着光纤长度在1cm 的传播距离内从一个芯体耦合到相邻的芯体，从而在相邻芯体之间提供耦合并且能够实现连续的量子游走；

所述一个或多个第一波导芯体包括第一传播常数，所述一个或多个第二波导芯体包括第二传播常数，并且第一传播常数与第二传播常数不相同；并且

所述一个或多个第一波导芯体和所述一个或多个第二波导芯体以环形分布设置在包层中，并且至少一部分的环形分布基于非周期或准周期序列排列。

根据一个实施方式，一种多芯体光纤包括：

包层，

设置在包层中的多个芯体，其中：

所述多个芯体包括一个或多个第一波导芯体和一个或多个第二波导芯体，其中，所述芯体与至少一个其他芯体相邻定位，并且芯体中心到芯体中心的间距不大于平均芯体半径的10倍，以在相邻芯体之间提供耦合从而能够实现连续的量子游走，以使得大于10％的光将沿着光纤长度在1cm的传播距离内从一个芯体耦合到相邻的芯体；

所述一个或多个第一波导芯体包括第一传播常数，所述一个或多个第二波导芯体包括第二传播常数；并且

所述一个或多个第一波导芯体和所述一个或多个第二波导芯体以环形分布设置在包层中，并且至少一部分的环形分布基于周期序列排列。

虽然本公开的构思主要参考量子游走来描述，但应理解，这些构思将适用于任何量子系统，例如：量子信息系统、量子通信系统、量子计算系统和量子模拟。

附图说明

当结合以下附图阅读时，可对下文本公开的具体的实施方式的详细描述有最好的理解，附图中相同的结构用相同的附图标记表示，其中：