一种量子纠缠源可见度测量系统的制作方法

1.本技术涉及量子光学领域，具体涉及一种量子纠缠源亮度测量系统。


背景技术：

2.纠缠光子对是光量子信息处理领域中最为重要的资源，它在量子通信与量子计算的诸多重要理论证明中有着广泛的运用：例如在量子隐形传态、量子中继器、量子态克隆、量子门操作以及单向量子计算等方案中起着重要作用。随着量子力学的发展，量子光学信息科学有了长足的进步，各种涌现的方案对纠缠态有了更高的要求。
3.纠缠源是产生纠缠光子对的光学实验系统，纠缠光子对质量的高低主要取决于纠缠源性能的好坏，因此，在纠缠源实际投入使用前需要对其性能进行测试。可见度是评价量子纠缠源的一个重要指标，可以用于评价量子纠缠源的基本特性。因此，可见度测量是纠缠源性能测试的一个必要环节。现有的纠缠源可见度测量系统结构复杂、成本较高，亟需一种结构简单的量子纠缠源可见度测量系统。


技术实现要素：

4.本技术提供一种量子纠缠源可见度测量系统，以解决量子纠缠源可见度测试的问题。
5.一种量子纠缠源亮度测量系统，包括单光子探测器、符合计数器、数据存储与处理单元；所述单光子探测器的数量为4个，其中，4个所述单光子探测器的输出端连接于所述符合计数器的输入端；所述符合计数器的输出端连接于所述数据存储与处理单元的输入端。
6.优选地，所述符合计数器为4通道符合计数器。
7.优选地，所述数据存储与处理单元为fpga、arm、单片机或cpu中的一种。
8.由以上本技术提供的技术方案可见，通过设置4个单光子探测器、符合计数器以及数据存储与处理单元，可以方便地实现量子纠缠源可见度的测试，大大降低了现有纠缠源可见度测量系统的复杂度。
9.参照后文的说明和附图，详细公开了本实用新型的特定实施方式，指明了本实用新型的原理可以被采用的方式。应该理解，本实用新型的实施方式在范围上并不因而受到限制，实施方式包括许多改变、修改和等同。针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
附图说明
10.在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新型的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本实用新型。
11.图1为本技术一种量子纠缠源可见度测量系统示意图。
具体实施方式
12.结合附图和本实用新型具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本实用新型的细节。但是，在此描述的本实用新型的具体实施方式，仅用于解释本实用新型的目的，而不能以任何方式理解成是对本实用新型的限制。在本实用新型的教导下，技术人员可以构想基于本实用新型的任意可能的变形，这些都应被视为属于本实用新型的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
13.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
14.通用的纠缠源一般包括有相同的两组输出，每组输出又包括两路不同的输出。
15.本技术提供一种量子纠缠源可见度测量系统，其结构简单且可以方便地实现量子纠缠源可见度测试。
16.图1为本技术一种量子纠缠源可见度测量系统示意图，照图1所示，纠缠源一般包括有相同的两组输出，每组输出又包括两路不同的输出即路径0与路径1；本技术实施方式中提供的一种量子纠缠源可见度测量系统可以包括单光子探测器、符合计数器、数据存储与处理单元，其中，单光子探测器的数量为4个，4个上述单光子探测器的输出端连接于符合计数器的输入端，符合计数器的输出端连接于数据存储与处理单元的输入端；具体地，符合计数器为为4通道符合计数器即有4个输入通道，4个单光子探测器分别记为：第一单光子探测器sapd1、第二单光子探测器sapd2、第三单光子探测器sapd3、第四单光子探测器sapd4，第一单光子探测器sapd1的输入端连接于纠缠源一组输出中的路径0、第二单光子探测器 sapd2的输入端连接于纠缠源一组输出中的路径1、第三单光子探测器sapd3的输入端连接于纠缠源另一组输出中的路径0、第四单光子探测器sapd4的输入端连接于纠缠源另一组输出中的路径1，第一单光子探测器sapd1、第二单光子探测器sapd2、第三单光子探测器 sapd3以及第四单光子探测器sapd4的输出端均连接于符合计数器的输入端，符合计数器的输出端连接于数据存储与处理单元。
17.上述数据存储与处理单元为fpga、arm、单片机或cpu中的一种。
18.上述4个单光子探测器分别对纠缠源的4路输出进行探测，然后，将探测结果输出到符合计数器，符合计数器进行探测结果的判断和分类，并将判断和分类的结果输出给数据存储与处理单元进行数据处理，进而得到纠缠源的可见度。
19.具体原理如下：
20.对于理想的量子纠缠源，其制备的纠缠态表征如下：
[0021][0022]
采用符合测量的方法，测量得到的结果必然是|0》|0》和|1》|1》。当制备的量子态|ψ
′
》偏离理想状态，采用符合测量的方法，测量结果将会包含|0》|1》或|1》|0》，因此，通过采用符合测量计算其可见度，则可有效地评估量子纠缠源制备质量。
[0023]
可见度计算公式为：
[0024][0025]
其中，g
00
表示测量结果为|0》|0》的符合计数率，g
01
表示测量结果为|0》|1》的符合计数率， g
10
表示测量结果为|1》|0》的符合计数率，g
11
表示测量结果为|1》|1》的符合计数率。
[0026]
依据上述原理，本技术中的4个单光子探测器用于测量每个路径发出的光子，符合计数器用于将探测数据符合性分析与统计，一组输出中的路径0与与另一组输出中的路径0同时响应时符合计数器统计一次|0》|0》计数、一组输出中的路径0与与另一组输出中的路径1同时响应时符合计数器统计一次|0》|1》计数、一组输出中的路径1与与另一组输出中的路径0同时响应时符合计数器统计一次|1》|0》计数、一组输出中的路径1与与另一组输出中的路径1同时响应时符合计数器统计一次|1》|1》计数，数据存储与处理单元基于符合计数器的统计结果、实时计算、分析并记录待测量子纠缠源的对比度信息。
[0027]
需要说明的是，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的和区别类似的对象，两者之间并不存在先后顺序，也不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0028]
以上结合具体实施方式和范例性实例对本技术进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本技术的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本技术精神和范围的情况下，可以对本技术技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本技术的范围内。本技术的保护范围以所附权利要求为准。