The invention relates to a single photon source single photon output system and a control method. The system includes a sequence of serial / parallel conversion units, a single photon source unit group, a N x 1 optical switch, and a controller which is connected to the series / parallel conversion unit, the Dan Guangzi source unit group and the N x 1 optical switch; the technical scheme of the invention is passed through the invention. The serial / parallel conversion unit converts the high speed serial pulse signal of the input terminal into a low rate N circuit parallel electric pulse signal. The single photon source unit with the same N performance is converted into N parallel light signals, and then the N * 1 optical switch is used to realize the optical signal and serial transformation, and the high speed single photon signal is output to solve the single photon. The problem of limiting the single photon rate between the source devices, shortening the minimum interval time between single photons, increasing the single photon output rate and overcoming the technical and economic constraints of the high speed single photon source devices are overcome.
【技术实现步骤摘要】
一种单光子源单光子输出系统及控制方法
本专利技术涉及量子物理应用领域，尤其是量子信息技术工程应用领域，具体涉及一种单光子源单光子输出系统及控制方法。
技术介绍
单光子源技术在量子信息技术、物理、化学、生物和天文等领域具有不可替代的作用；尤其是在量子信息领域，如量子通信、量子计算、量子测量，单光子源技术已经成为该领域发展不可或缺的核心关键技术之一；由于量子信息技术利用单个基本粒子如光子等对信息进行编码和操控，因此对单光子源提出了极其苛刻的性能要求，如单光子输出速率、单光子脉冲的最大输出频率、单光子之间的最小间隔时间等，远超出现有器件所能实现的性能指标；为了满足这些日益增长的应用需求，本领域研究人员在不断的改进传统的单光子源；单光子源器件的功能是完成电信号到光信号的转换，由接收到的电信号脉冲流作为触发信号，而产生单光子脉冲流；单光子源器件的输出单光子脉冲流速率，受到生成效率等多种因素的制约；高输出速率的单光子源不但价格高而且受到国外高技术封锁的限制，为了解决单光子源器件生成单光子速率的限制问题。因此，亟需提供一种能有效提高提高单光子输出速率的单光子源单光子输出系统及控制方法。
技术实现思路
本专利技术提供一种单光子源单光子输出系统及控制方法，其目的是采用N个相同性能的单光子源单元并行工作将电信号转换为N个并行的光信号，利用N×1光开关实现光信号的并串变换，不降低每个单光子源的效率的前提下有效提高单光子源的单光子输出速率。本专利技术的目的是采用下述技术方案实现的：一种单光子源单光子输出系统，其改进之处在于，所述系统包括：串/并转换单元(1)、单光子源单元组(2)、N...
【技术保护点】
1.一种单光子源单光子输出系统，其特征在于，所述系统包括：串/并转换单元(1)、单光子源单元组(2)、N×1光开关(3)和控制器(4)；所述串/并转换单元(1)、单光子源单元组(2)、N×1光开关(3)依次连接；所述控制器(4)分别与串/并转换单元(1)、单光子源单元组(2)和N×1光开关(3)双向连接；串/并转换单元(1)与单光子源单元组(2)通过N根相同性能相同长度的同类型电缆连接，单光子源单元组(2)与N×1光开关(3)通过N根相同性能相同长度的同类型光纤连接。
【技术特征摘要】
1.一种单光子源单光子输出系统，其特征在于，所述系统包括：串/并转换单元(1)、单光子源单元组(2)、N×1光开关(3)和控制器(4)；所述串/并转换单元(1)、单光子源单元组(2)、N×1光开关(3)依次连接；所述控制器(4)分别与串/并转换单元(1)、单光子源单元组(2)和N×1光开关(3)双向连接；串/并转换单元(1)与单光子源单元组(2)通过N根相同性能相同长度的同类型电缆连接，单光子源单元组(2)与N×1光开关(3)通过N根相同性能相同长度的同类型光纤连接。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述串/并转换单元(1)，用于将输入端1路高速串行电信号转换为低码速率的N路并行的电信号；所述串/并转换单元(1)包括1×N电开关或先进先出的串/并转换单元；所述1×N电开关是旋转式的微机电系统1×N电开关。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述单光子源单元组(2)，用于通过N个相同性能的单光子源单元将N路并行的电信号转换为N路并行的光信号；所述单光子源单元组(2)由N个相同性能的单光子源单元并行排列组成，N取正整数；所述单光子源单元是独立的单光子源或单光子源阵列器件；所述单光子源包括参量下转换单光子源、量子点单光子源、纳米天线单光子源；所述单光子源阵列包括参量下转换单光子源阵列器件、量子点单光子源阵列器件、纳米天线单光子源阵列器件；单光子源阵列器件由相同的单光子源单元并行排列组成并封装在一起。4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述N×1光开关(3)，用于将N路并行的光信号转换为1路串行的光信号，并在输出端输出；所述N×1光开关(3)包括机械式光开关、波导光开关和微机电系统光开关。5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制器(4)，用于控制所述串/并转换单元(1)、单光子源单元组(2)和N×1光开关(3)的工作频率同步、工作时间同步和工作状态同步；所述控制器(4)为串/并转换单元(1)、单光子源单元组(2)和N×1光开关(3)提供时钟信号和控制信号，并监测其告警信息；所述控制器(4)包括内置时钟和外部接口；所述内置时钟的时钟源包括恒温晶振、铷原子钟、铯原子钟；所述外部接口包括IRIG-BDC码时钟信号接口、触发脉冲输入/输出接口、RS232管理接口、USB接口；所述控制器(4)提取进入到串/并转换单元(1)输入端的输入电信号中的频率和相位同步信息。6.如权利要求1～5任一项所述的单光子源单光子输出系统的控制方法，其特征在于，所述方法包括：输入1路高速串行电信号，串/并转换单元(1)将输入的1路高速串行电信号转换为低码速率的N路并行的电信号；单光子源单元组(2)通过N个相同性能的单光子源单元并行工作分别将N路并行的电信号转换为N路并行的光信号；利用N×1光开关(3)将N路并行的光信号转换为1路串行的光信号，并在输出端输出；其中，单光子源单元x的输入端经过电缆连接串/并转换单元(1)输出端的第x路电信号，单光子源单元x的输出端经过光纤连接N×1光开关(3)输入端的第x路光信号，...
【专利技术属性】
技术研发人员：苗浡瑞，苗新，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网北京经济技术研究院，苗浡瑞，
类型：发明
国别省市：北京,11
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