基于共线切割双折射晶体的量子行走装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于共线切割双折射晶体的量子行走装置，该装置利用共线切割的双折射晶体实现自旋轨道耦合，同时保留时间复用量子行走方案的共线特征，保证其干涉可见度和稳定性；同时，由于不采用光学环(Optical Loop)的分束测量方案，可以排除过高的额外损耗，从而能够雇佣真正单光子源作为行走者并极大提高线性光学量子行走的规模。

Quantum walking device based on collinear cutting birefringent crystal

The invention discloses a device for cutting the collinear birefringent crystal quantum walk based on, the device uses a birefringent crystal cutting implement collinear spin orbit coupling, while preserving the time multiplexed quantum walk collinear feature scheme, the interference visibility and stability; at the same time, because of not using optical ring (Optical Loop) points beam measurement scheme can eliminate the excess loss is too high, so as to be able to hire a real single photon source as walking and greatly improve the linear optical quantum walk scale.

【技术实现步骤摘要】
基于共线切割双折射晶体的量子行走装置
本专利技术涉及量子信息领域，尤其涉及一种基于共线切割双折射晶体的量子行走装置。
技术介绍
量子行走是经典随机行走的量子推广。鉴于经典随机行走这样一个数学统计模型在多个传统领域的广泛应用，量子行走的概念一经提出便在多个学科领域广受关注。相较于经典随机行走，由于引入了量子相干性等量子特征，量子行走有望在这些领域中提供更为有效的解决实际问题的新思路。单就量子信息领域的应用来看:首先，量子行走是研究量子算法的一个重要工具，可以用于开发优越于经典算法的量子算法，例如效率达到O√N的量子搜索算法；其次，量子行走还被证明可以构建普适量子计算；量子行走甚至可以用于探索量子力学基本问题，如基于量子行走构建量子测量装置。和经典随机行走一样，在其它领域，如化学、生物学甚至医学同样具有广阔前景。目前，对量子行走的研究已经由理论探索转向工程应用，所有基于量子行走的技术应用均依赖于建立具有一定规模的量子行走装置。目前能够进行这方面应用的实验系统较多，主要包括线性光学系统、NMR系统、腔QED系统、离子阱系统、中性束缚原子系统、量子点系统等等。线性光学系统因其具有室温操作、受本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于共线切割双折射晶体的量子行走装置，其特征在于，包括：单光子源模块、量子行走模块和单光子时间谱分析模块；其中：所述单光子源模块，用于通过自发参量下转换过程产生红外波段高度关联的单光子A和单光子B；其中的单光子A输入红外波段单光子探测器，红外波段单光子探测器输出信号接入单光子时间谱分析模块，单光子B输入至量子行走模块；所述量子行走模块，用于对输入的单光子B进行进行量子态操作，并通过共线切割的双折射晶体实现量子行走中的自旋轨道耦合，最终形成典型的量子行走分布特征；所述单光子时间谱分析模块，用于根据完成量子行走的单光子B与输入的单光子A来进行量子行走时间谱的扫描分析。

【技术特征摘要】
1.一种基于共线切割双折射晶体的量子行走装置，其特征在于，包括：单光子源模块、量子行走模块和单光子时间谱分析模块；其中：所述单光子源模块，用于通过自发参量下转换过程产生红外波段高度关联的单光子A和单光子B；其中的单光子A输入红外波段单光子探测器，红外波段单光子探测器输出信号接入单光子时间谱分析模块，单光子B输入至量子行走模块；所述量子行走模块，用于对输入的单光子B进行进行量子态操作，并通过共线切割的双折射晶体实现量子行走中的自旋轨道耦合，最终形成典型的量子行走分布特征；所述单光子时间谱分析模块，用于根据完成量子行走的单光子B与输入的单光子A来进行量子行走时间谱的扫描分析。2.根据权利要求1所述的一种基于共线切割双折射晶体的量子行走装置，其特征在于，所述单光子源模块包括：紫外激光系统、第一BBO晶体与单光子准直收集系统；紫外激光系统发出的激光束经过透镜组整形后聚焦于所述第一BBO晶体上，由自发参量下转换过程产生红外波段高度关联的单光子A和单光子B；单光子A经过单光子准直收集系统后经光纤导入红外波段单光子探测器，其输出信号接入单光子时间谱分析模块中的符合计数系统；单光子B经过单光子准直收集系统后传输至量子行走模块，通过对单光子A的探测来预报单光子B的存在。3.根据权利要求1所述的一种基于共线切割双折射晶体的量子行走装置，其特征在于，所述量子行走模块包括：硬币初态制备系统、量子行走系统与硬币末态分析系统；其中：所述硬币初态制备系统包括：依次连接的起偏器、1/2波片与1/4波片；通过设置1/2波片与1/4波片的光轴角度...

【专利技术属性】
技术研发人员：许小冶，李传锋，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34