纠缠源仿真方法、装置及电子设备制造方法及图纸

本公开提供了一种纠缠源仿真方法、装置及电子设备，涉及量子计算技术领域，具体涉及量子纠缠技术领域。具体实现方案为：获取目标信息，所述目标信息包括目标纠缠源的特征参数，所述目标纠缠源包括两片偏硼酸钡BBO晶体，两片BBO晶体在自发参量下转换过程中将泵浦光转换为空间分布为激光型的两束参量光；基于所述特征参数，确定所述目标纠缠源在自发参量下转换过程中引发的各个第一符合项的第一符合概率，所述第一符合项用于表征所述两束参量光中光子的偏振状态，所述自发参量下转换过程包括所述两片BBO晶体的自发参量下转换的一阶过程和二阶过程；基于所述第一符合概率，确定所述目标纠缠源在各个第一符合项下的第一符合计数。数。数。

【技术实现步骤摘要】
纠缠源仿真方法、装置及电子设备


[0001]本公开涉及量子计算
，尤其涉及量子纠缠
，具体涉及一种纠缠源仿真方法、装置及电子设备。

技术介绍

[0002]量子纠缠是量子计算、量子通信和量子传感等量子科学技术的核心资源，可以通过纠缠源实现量子纠缠态的制备。
[0003]利用偏硼酸钡(BBO)晶体的自发参量下转换过程制备纠缠源相对易获得和易操作，在实际搭建纠缠源时，由于真实物理过程复杂、环境噪声等因素，在实际搭建完成前，不能确保其纠缠源整体品质符合实际应用或实验的预期，就产率而言，这会影响光量子装置的搭建和研发效率。因此，对纠缠源的仿真非常重要。
[0004]目前，纠缠源的仿真方式通常仅考虑BBO晶体的自发参量下转换的一阶项。

技术实现思路

[0005]本公开提供了一种纠缠源仿真方法、装置及电子设备。
[0006]根据本公开的第一方面，提供了一种纠缠源仿真方法，包括：
[0007]获取目标信息，所述目标信息包括目标纠缠源的特征参数，所述目标纠缠源包括两片偏硼酸钡BBO晶体，两片BBO晶体在自发参量下转换过程中将泵浦光转换为空间分布为激光型的两束参量光；
[0008]基于所述特征参数，确定所述目标纠缠源在自发参量下转换过程中引发的各个第一符合项的第一符合概率，所述第一符合项用于表征所述两束参量光中光子的偏振状态，所述自发参量下转换过程包括所述两片BBO晶体的自发参量下转换的一阶过程和二阶过程，所述第一符合概率用于表征所述目标纠缠源在所述一阶过程和二阶过程中引发所述第一符合项的总概率，所述第一符合项是对所述目标纠缠源执行第一测量基下的测量引发的；
[0009]基于所述第一符合概率，确定所述目标纠缠源在各个第一符合项下的第一符合计数，所述第一符合计数用于确定所述目标纠缠源制备的量子纠缠态的品质因数。
[0010]根据本公开的第二方面，提供了一种纠缠源仿真装置，包括：
[0011]获取模块，用于获取目标信息，所述目标信息包括目标纠缠源的特征参数，所述目标纠缠源包括两片偏硼酸钡BBO晶体，两片BBO晶体在自发参量下转换过程中将泵浦光转换为空间分布为激光型的两束参量光；
[0012]第一确定模块，用于基于所述特征参数，确定所述目标纠缠源在自发参量下转换过程中引发的各个第一符合项的第一符合概率，所述第一符合项用于表征所述两束参量光中光子的偏振状态，所述自发参量下转换过程包括所述两片BBO晶体的自发参量下转换的一阶过程和二阶过程，所述第一符合概率用于表征所述目标纠缠源在所述一阶过程和二阶过程中引发所述第一符合项的总概率，所述第一符合项是对所述目标纠缠源执行第一测量
基下的测量引发的；
[0013]第二确定模块，用于基于所述第一符合概率，确定所述目标纠缠源在各个第一符合项下的第一符合计数，所述第一符合计数用于确定所述目标纠缠源制备的量子纠缠态的品质因数。
[0014]根据本公开的第三方面，提供了一种电子设备，包括：
[0015]至少一个处理器；以及
[0016]与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
[0017]存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，该指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行第一方面中的任一项方法。
[0018]根据本公开的第四方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，该计算机指令用于使计算机执行第一方面中的任一项方法。
[0019]根据本公开的第五方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序在被处理器执行时实现第一方面中的任一项方法。
[0020]根据本公开的技术解决了纠缠源的仿真结果准确性比较低的问题，提高了纠缠源的仿真结果的准确性。
[0021]应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
[0022]附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定。其中：
[0023]图1是根据本公开第一实施例的纠缠源仿真方法的流程示意图；
[0024]图2是BBO晶体的自发参量下转换过程的原理示意图；
[0025]图3是本实施例中一具体示例的目标纠缠源的硬件结构示意图；
[0026]图4是一具体示例的纠缠源仿真方法的流程示意图；
[0027]图5是量子态的密度矩阵示意图；
[0028]图6是根据本公开第二实施例的纠缠源仿真装置的结构示意图；
[0029]图7是用来实施本公开的实施例的示例电子设备的示意性框图。
具体实施方式
[0030]以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
[0031]第一实施例
[0032]如图1所示，本公开提供一种纠缠源仿真方法，包括如下步骤：
[0033]步骤S101：获取目标信息，所述目标信息包括目标纠缠源的特征参数，所述目标纠缠源包括两片偏硼酸钡BBO晶体，两片BBO晶体在自发参量下转换过程中将泵浦光转换为空间分布为激光型的两束参量光。
[0034]本实施例中，纠缠源仿真方法涉及量子计算
，尤其涉及量子纠缠技术领
域，其可以广泛应用于纠缠源的仿真场景下。本公开实施例的纠缠源仿真方法，可以由本公开实施例的纠缠源仿真装置执行。本公开实施例的纠缠源仿真装置可以配置在任意电子设备中，以执行本公开实施例的纠缠源仿真方法。
[0035]该步骤中，目标纠缠源可以为激光型即Beam
‑
Like型BBO纠缠光源，基于BBO晶体的纠缠光源是用于量子通信、光量子计算和光量子传感的基础硬件设备，其核心原理是利用BBO晶体的自发参量下转换过程制备量子纠缠态。
[0036]自发参量下转换过程如图2所示，一束泵浦光与BBO晶体的光轴成一定夹角时，可以满足相位匹配条件，此时高频的泵浦光会以一定概率转换(“劈裂”)为两束参量光，分别称之为寻常光(ordinary，简称o)和非寻常光(extraordinary，简称e)，如图2中虚线所示，上述过程称为自发参量下转换过程。
[0037]随着相位匹配角度的变化，两束参量光的空间分布也会发生变化，可以分为非共线、共线和Beam
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Like型三种情况，图2反映的情况是Beam
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Like型空间分布，也是目标纠缠源的仿真原理。可以利用两片Beam
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Like型BBO晶体来搭建纠缠光源，即目标纠缠源包括两片BBO晶体，利用Beam
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Like型BBO晶体制备目标纠缠源时，可以使用光胶将两片BBO晶体贴合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纠缠源仿真方法，包括：获取目标信息，所述目标信息包括目标纠缠源的特征参数，所述目标纠缠源包括两片偏硼酸钡BBO晶体，两片BBO晶体在自发参量下转换过程中将泵浦光转换为空间分布为激光型的两束参量光；基于所述特征参数，确定所述目标纠缠源在自发参量下转换过程中引发的各个第一符合项的第一符合概率，所述第一符合项用于表征所述两束参量光中光子的偏振状态，所述自发参量下转换过程包括所述两片BBO晶体的自发参量下转换的一阶过程和二阶过程，所述第一符合概率用于表征所述目标纠缠源在所述一阶过程和二阶过程中引发所述第一符合项的总概率，所述第一符合项是对所述目标纠缠源执行第一测量基下的测量引发的；基于所述第一符合概率，确定所述目标纠缠源在各个第一符合项下的第一符合计数，所述第一符合计数用于确定所述目标纠缠源制备的量子纠缠态的品质因数。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述目标纠缠源包括用于测量所述两束参量光的两条光路，所述特征参数包括：所述两条光路中光学传输元件的第一特征参数，以及用于表征所述目标纠缠源关于所述第一符合项的响应概率的第二特征参数，所述方法还包括：针对每条光路，基于所述光路中光学传输元件的第一特征参数，对所述光学传输元件进行建模，得到所述光学传输元件关于所述光路测量的参量光的第一变换矩阵；基于所述第一变换矩阵，确定所述两条光路关于所述两束参量光的第二变换矩阵；所述基于所述特征参数，确定所述目标纠缠源在自发参量下转换过程中引发的各个第一符合项的第一符合概率，包括：基于所述第二特征参数和所述第二变换矩阵，确定所述第一符合概率。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述基于所述第二特征参数和所述第二变换矩阵，确定所述第一符合概率，包括：基于所述第二特征参数和所述第二变换矩阵，确定所述两束参量光经过所述光学传输元件变换后引发各个第一符合项的第二符合概率；基于所述第二特征参数和所述第二变换矩阵，确定所述两条光路中各个第一符合项偶然符合的第三符合概率；将所述第二符合概率和所述第三符合概率进行加和处理，得到所述第一符合概率。4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述基于所述第二特征参数和所述第二变换矩阵，确定所述两束参量光经过所述光学传输元件变换后引发各个第一符合项的第二符合概率，包括：基于所述第二特征参数，确定所述两束参量光在未经过所述光学传输元件变换时所引发的各个第一符合项的第四符合概率；基于所述第二变换矩阵，对所述第四符合概率进行更新，得到所述第二符合概率。5.根据权利要求3所述的方法，其中，每条光路包括两个探测器，所述探测器用于探测所述光路测量的参量光中与所述探测器匹配的偏振状态的光子，所述基于所述第二特征参数和所述第二变换矩阵，确定所述两条光路中各个第一符合项偶然符合的第三符合概率，包括：针对每个探测器，基于所述第二特征参数，确定光子在未经过所述光学传输元件变换时所述探测器对所述两个光路中各个偏振状态的光子的第一响应概率；
基于所述第二变换矩阵，对所述第一响应概率进行更新，得到光子经过所述光学传输元件变换后所述探测器对所述两个光路中各个偏振状态的光子的第二响应概率；基于所述第二响应概率，确定所述第三符合概率。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述基于所述第二特征参数，确定光子在未经过所述光学传输元件变换时所述探测器对所述两个光路中各个偏振状态的光子的第一响应概率，包括：基于所述第二特征参数，确定所述探测器在所述一阶过程中对所述两个光路中各个偏振状态的光子的第三响应概率；基于所述第二特征参数，确定所述探测器在所述二阶过程中对所述两个光路中各个偏振状态的光子的第四响应概率；将所述第三响应概率和所述第四响应概率进行加和处理，得到所述第一响应概率。7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述基于所述第二响应概率，确定所述第三符合概率，包括：针对每个第一符合项，基于所述第二响应概率，确定所述第一符合项中关于每个光路所表征的偏振状态的光子在所述光路中探测器的第五响应概率；将所述两个光路对应的两个所述第五响应概率进行相乘处理，得到所述第三符合概率。8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述目标纠缠源包括第一波片，所述第一波片为所述目标纠缠源中的光学传输元件，所述方法还包括：调整所述第一波片的旋转角度和对所述目标纠缠源执行测量的测量基，以确定所述目标纠缠源在自发参量下转换过程中引发的第二符合项的第五符合概率；基于所述第五符合概率，确定所述目标纠缠源在所述第二符合项下的第二符合计数，所述第二符合计数用于确定所述目标纠缠源制备的量子纠缠态的品质因数。9.根据权利要求8所述的方法，所述基于所述第一符合概率，确定所述目标纠缠源在各个第一符合项下的第一符合计数之后，还包括：基于所述第一符合计数和所述第二符合计数，重构所述目标纠缠态制备的量子纠缠态的密度矩阵；基于所述密度矩阵，确定所述量子纠缠态的保真度，所述品质因数包括所述保真度。10.一种纠缠源仿真装置，包括：获取模块，用于获取目标信息，所述目标信息包括目标纠缠源的特征参数，所述目标纠缠源包括两片偏硼酸钡BBO晶体，两片BBO晶体在自发参量下转换过程中将泵浦光...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘立峥，
申请(专利权)人：北京百度网讯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：