面向分布式安全量子信息处理的集成光学芯片系统技术方案

本发明专利技术提供了一种面向分布式安全量子信息处理的集成光学芯片系统，包含服务器集成光学量子芯片和用户集成光学量子芯片。其中，服务器集成光学量子芯片包括：可配置纠缠多光子源，用于产生多个光子并根据波长分别输出到服务器线性光学网络和用户线性光学网络；服务器线性光学网络，用于对波分复用器输出的光子制备初态，进行幺正变换和线性组合，以及合束并对合束后的光子进行投影测量；用户集成光学量子芯片，通过量子隐形传态传输线性项系数，以对服务器集成光学量子芯片中幺正变换的每一项进行线性组合。服务器无法得知用户的具体计算任务，计算完成后通过经典信道将结果告知用户。采用本发明专利技术的技术方案，可以保护用户的计算隐私。算隐私。算隐私。

【技术实现步骤摘要】
面向分布式安全量子信息处理的集成光学芯片系统


[0001]本专利技术涉及量子计算
，尤其涉及一种面向分布式安全量子信息处理的集成光学芯片系统。

技术介绍

[0002]量子计算是遵循量子力学规律通过调控量子信息单元即量子比特来进行计算的新型计算模式。量子计算是建立在量子力学基础上的新型计算模型，其利用量子的叠加、干涉以及纠缠特性进行计算，具有天然的并行性及超大的信息存储能力，从而具有经典计算不可比拟的巨大潜力，在诸如大数质因子分解、数据库搜索、化学分子模拟等众多应用领域具有巨大应用潜力。
[0003]线性光学系统是实现量子计算的主要物理途径之一。其主要优势包括：光子具有很长的相干时间，不容易受到外界环境干扰而退相干；光子容易实现高精度操控；光子多自由度可以用于编码高维量子。集成光学量子芯片采用集成光学技术将分立的线性光学元件以薄膜形式集成到单个半导体集成芯片上，与分立元件光学系统相比，不仅体积显著减小，而且整个系统由于高集成度而具有更好的稳定性及更好的可扩展性。集成光学量子芯片能够实现庞大光学平台上分立元件光学系统的小型化、集成化，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种面向分布式安全量子信息处理的集成光学芯片系统，其特征在于，包括：服务器集成光学量子芯片和用户集成光学量子芯片，所述服务器集成光学量子芯片和所述用户集成光学量子芯片通过高维量子信道相连接，其中，所述服务器集成光学量子芯片，包括：可配置纠缠多光子源：包括干涉调节网络，N个纠缠多光子源以及波分复用器，其中，N为自然数且N≥2，通过配置干涉调节网络中的第一移相器和第二移相器对输入到所述干涉调节网络的光束进行干涉调节并输出多路光，经纠缠多光子源产生路径纠缠的多个光子，记每个纠缠多光子源产生的纠缠光子的数量为P，所述波分复用器用于将所述可配置纠缠多光子源输出的所述多个光子根据波长分别输出到服务器线性光学网络和所述用户集成光学量子芯片中；所述服务器线性光学网络分为三部分：初态配置线性光学网络O，与所述波分复用器连接，根据所述波分复用器输出光子的波长形成对应的O1,O2...O
P
‑1，用于对所述可配置纠缠多光子源输出的光子制备初态；幺正算符配置线性光学网络U，与所述初态配置线性光学网络O对应连接，用于获取线性项系数，进行幺正变换和线性组合，以及合束，记为U
1(i)
,U
2(i)
...U
P
‑
1(i)
(i＝1,2,...N)；投影测量线性光学网络T，与所述幺正算符配置线性光学网络U对应连接，用于对合束后的光量子态进行投影测量，记为T1,T2...T
P
‑1；所述用户集成光学量子芯片，包含系数配置线性光学网络C，与所述波分复用器连接，用于对所述波分复用器输出的光子的路径进行编码得到所述线性项系数，记为α1,α2...α
N
，并通过量子隐形传态传输所述线性项系数，以对所述幺正算符配置线性光学网络中幺正变换的每一项进行线性组合，最终可得量子态结果：换的每一项进行线性组合，最终可得量子态结果：2.根据权利要求1所述的一种面向分布式安全量子信息处理的集成光学芯片系统，其特征在于，所述初态配置线性光学网络、所述幺正算符配置线性光学网络、所述投影测量线性光学网络以及所述系数配置线性光学网络均属于通用线性光学网络。3.根据权利要求1所述的一种面向分布式安全量子信息处理的集成光学芯片系统，其特征在于，所述可配置纠缠多光子源、初态配置线性光学网络、幺正算符配置线性光学网络、投影测量线性光学网络和系数配置线性光学网络均通过所述第一移相器和所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：强晓刚，王超，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：