一种量子网络中非局域的多体纠缠态的并行制备方法技术

本发明专利技术公开了一种量子网络中非局域的多体纠缠态的并行制备方法，包括：在N个远距离的节点中，首先利用一个单光子与前N

【技术实现步骤摘要】
一种量子网络中非局域的多体纠缠态的并行制备方法


[0001]本专利技术属于量子信息领域，尤其涉及纠缠态的制备，特别是关于利用一个高维编码的单光子与多个静态量子比特作用实现非局域的多对多体纠缠态制备的方法。

技术介绍

[0002]量子力学建立之初，人们就被量子纠缠奇特的性质所吸引。虽然人们无法解释量子力学中这一神秘的纠缠现象，但是并不妨碍人们对于量子纠缠的应用。量子纠缠作为量子力学中的一种非常重要的物理资源，在量子信息和量子计算等方面都起着至关重要的作用。理论上，量子器件的信息功能可以突破现有的信息技术的物理极限，这将是量子力学在未来信息领域能够飞速发展的基础。目前，根据制备所用的物理体系不同，量子纠缠态的制备方式主要分为原子系统、光学系统、离子阱、腔量子电动力学等。其中单边腔是一种具有高品质因子的光学微腔，利用低温下SiV色心的较长相干时间特点和其耦合的系统，可以进行量子纠缠态的制备与转化。因此，基于SiV色心和单边腔的耦合系统在量子信息处理、量子密钥分发等领域均有众多应用。
[0003]在大多数纠缠态的制备方案中，都是利用辅助单光子作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种量子网络中非局域的多体纠缠态的并行制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1，一个状态为D0的光子与第一个金刚石硅空位即SiV色心s
0,1
作用，并进入光路系统TBEk1进行编码；步骤2，按照步骤1的方式，所述光子依次与前N
‑
1个节点内的金刚石SiV色心作用并编码，直至光子与第(N
‑
2)M+M个金刚石SiV色心s
N
‑
2,M
作用，完成整个编码过程，实现不同光子状态与多个电子自旋状态的杂化纠缠；其中N表示节点数，M表示每一个节点中的金刚石SiV色心数；步骤3，光子进入AA光路系统，实现不同时间延迟的A极化光子之间的纠缠互换，并与第(N
‑
1)M+1个金刚石SiV色心s
N
‑
1,1
作用，制备第一对纠缠态；步骤4，光子进入AD光路系统，实现不同时间延迟的D极化光子与A极化光子间的纠缠互换，并与第(N
‑
1)M+2个金刚石SiV色心s
N
‑
1,2
作用，制备第二对纠缠态；步骤5，按照步骤4的方式，光子通过解码依次与第N个节点内的金刚石SiV色心作用，与步骤4共制备M对纠缠态；步骤6，在光子与第(N
‑
1)M+M个金刚石SiV色心s
N
‑
1,M
作用后，测量光子状态，判断纠缠态。2.根据权利要求1所述的量子网络中非局域的多体纠缠态的并行制备方法，其特征在于，步骤1中光子与色心s
0,1
的作用是：当电子自旋状态为|g>时，光子状态不变，电子自旋状态为|e>时，光子的极化状态翻转。3.根据权利要求1所述的量子网络中非局域的多体纠缠态的并行制备方法，其特征在于，步骤1中所述光路系统TBEk1为：利用极化分束器将两种极化状态的光子分束，利用半波片对A极化光子进行翻转，并添加k1个时间延迟，不同时间延迟的光子最终经光学开关进入同一个空间模式。4.根据权利要求1所述的量子网络中非局域的多体纠缠态的并行制备方法，其特征在于，步骤3中所述AA光路系统和步骤4中所述AD光路系统为：利用光学元件让两个特定时间延迟的相同即AA或不同即AD极化状态的光子实现它们与多个电子自旋状态的纠缠互换。5.根据权利要求4所述的量子网络中非局域的多体纠缠态的并行制备方法，其特征在于，所述AA光路系统包括两个光学开关OS，以及位于两开关之间的两条路径，每条路径上包括两个极化分束器PBS；所述PBS用于透射极化状态为D的光子，反射极化状态是A的光子；光子...

【专利技术属性】
技术研发人员：李涛，周辉，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：