基于时间飞行探测技术实现时间戳玻色采样量子计算系统技术方案

一种基于时间飞行探测技术实现时间戳玻色采样量子计算系统，包括：依次相连的作为m模干涉仪的三维光子芯片、作为探测端的雪崩光电二极管阵列、时间飞行模块、数据处理模块，本发明专利技术能够探测、采集并存储玻色采样量子计算过程中，m个不同通道信号发生的时间信息，经后处理提取所需n个光子信号和1个触发信号符合事件的时间信息，利用符合事件的时间信息重构玻色采样量子计算的出射概率分布。这种方法取代了以往实验过程中采集事件发生次数的方式，并将实验所需的时间和计数率大幅降低了两个数量级，提高了玻色采样量子计算的效率并减少了实验时间资源的消耗，进一步提供了玻色采样量子计算增加光子数量n和模式数量m，最终实现量子霸权的可能性。

【技术实现步骤摘要】
基于时间飞行探测技术实现时间戳玻色采样量子计算系统
本专利技术涉及的是一种量子计算领域的技术，具体是一种基于时间飞行探测技术实现时间戳玻色采样量子计算系统。
技术介绍
玻色采样量子计算最早由S.Aaronson和A.Arkhipov两人提出，被认为是实现量子霸权的可靠候选者之一，其原理是将n个全同玻色子打入m个模式的干涉仪中(m>n)，并对其输出概率分布进行重构和分析。目前世界上已有许多研究从物理上实现了玻色采样量子计算，但是在传统实验过程中，由于系统损耗的影响，随着光子数n和模式数m的增大，总出射组合数增大到难以完全测得。在合理的实验时间范围内，部分组合可能仅测得几次，甚至只有一次，这大大增加了实验所需时间的消耗，变相阻碍了实验光子数n和模式数m的增加，阻碍了玻色采样量子计算迈入大规模大尺度的阶段，进而阻碍了玻色采样量子计算最终实现量子霸权。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术在低通量和低采样率的情况下难以进行玻色采样量子计算的问题，提出一种基于时间飞行探测技术实现时间戳玻色采样量子计算系统，能够探测、采集并存储玻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于时间飞行探测技术实现时间戳玻色采样量子计算系统，其特征在于，包括：依次相连的作为m模干涉仪的三维光子芯片、作为探测端的雪崩光电二极管阵列、时间飞行模块、数据处理模块，其中：实现玻色采样量子计算的三维光子芯片将n个全同光子注入到m个模式的干涉仪中并最终探测得到所有光子的出射分布，m>n；雪崩光电二极管阵列将接收到的光子的光信号转化为电信号后输出至时间飞行模块，时间飞行模块接收所有通道的电信号并根据电信号对应的发生时间先后顺序进行排序处理并输出包含所有信号时间信息的文档，数据处理模块读取文档中的时间信息，从采集到的n个光子信号和1个触发信号的时间信息中提取所有n+1体符合事件的时...

【技术特征摘要】
1.一种基于时间飞行探测技术实现时间戳玻色采样量子计算系统，其特征在于，包括：依次相连的作为m模干涉仪的三维光子芯片、作为探测端的雪崩光电二极管阵列、时间飞行模块、数据处理模块，其中：实现玻色采样量子计算的三维光子芯片将n个全同光子注入到m个模式的干涉仪中并最终探测得到所有光子的出射分布，m>n；雪崩光电二极管阵列将接收到的光子的光信号转化为电信号后输出至时间飞行模块，时间飞行模块接收所有通道的电信号并根据电信号对应的发生时间先后顺序进行排序处理并输出包含所有信号时间信息的文档，数据处理模块读取文档中的时间信息，从采集到的n个光子信号和1个触发信号的时间信息中提取所有n+1体符合事件的时间信息，并利用这些时间信息重构n个光子的出射概率分布，实现玻色采样量子计算的数据处理。


2.根据权利要求1所述的基于时间飞行探测技术实现时间戳玻色采样量子计算系统，其特征是，所述的n个全同光子，是指由Ⅱ型自发参量下转换产生的光子对源，通过带通滤波片使得光子的光谱相同，通过半波片和四分之一波片使得光子的偏振相同，并进一步通过电控平移台补偿不同光路间的光程差，最终确保了光子的全同性。


3.根据权利要求1所述的基于时间飞行探测技术实现时间戳玻色采样量子计算系统，其特征是，所述的m模干涉仪采用飞秒激光直写技术制造得到的三维光子芯片；
所述的三维光子芯片包括：入射区域、演化区域、出射区域，其中：演化区域横截面为二维波导结构，波导间距为10μm。


4.根据权利要求4所述的基于时间飞行探测技术实现时间戳玻色采样量子计算系统，其特征是，所述的飞秒激光直写，直写功率在230mw，直写速度在15mm/s，直写材料采用硼硅酸盐玻璃或熔融石英玻璃。


5.根据权利要求1所述的基于时间飞行探测技术实现时间戳玻色采样量子计算系统，其特征是，所述的时间飞行模块包...

【专利技术属性】
技术研发人员：金贤敏，周文豪，乔璐枫，高俊，焦志强，任若静，王潇卫，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31