[發明專利]用光學頻率光子讀出微波頻率量子位的量子態的方法和系統

有效

• 申請號: 201780034062.6
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN109196797B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: H.白;J.S.奧克特;L.S.畢曉普;J.甘貝塔;J.羅森
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: H04B10/29
• 分類號: H04B10/29;H04B10/40
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 王珊珊

1.一種讀取分別耦合到N個微波諧振器的N個量子位的方法，所述方法包括：

將處于N個微波諧振器頻率的N個微波輸入讀出信號輸入到分別耦合N個量子位的N個微波諧振器，其中N是整數，其中N個微波諧振器頻率的一個各自對應于N個微波諧振器的一個；

將N個微波輸出讀出信號從N個微波諧振器輸出到N個微波到光學轉換器，N個微波輸出讀出信號各自包括N個量子位的量子位狀態，其中N個微波到光學轉換器配置成將N個微波輸出讀出信號轉換到N個光學信號，其中N個微波輸出讀出信號的一個各自對應于N個量子位的一個；

響應于由N個微波到光學轉換器輸出N個光學信號的任何一個，確定N個量子位的相應一些是在預定義的量子位狀態；和

響應于N個微波到光學轉換器沒有任何一個輸出光學信號，確定N個量子位的相應一些不在預定義的量子位狀態。

2.如權利要求1所述的方法，其中N＝1。

3.如權利要求2所述的方法，其中確定量子位是在預定義的量子位狀態包括通過微波到光學轉換器將微波讀出信號轉換為光學信號。

4.如權利要求3所述的方法，還包括通過微波到光學轉換器輸出光學信號。

5.如權利要求4所述的方法，還包括由光子檢測器檢測來自微波到光學轉換器的光學信號。

6.如權利要求5所述的方法，其中利用由光子檢測器檢測光學信號來確定量子位是在預定義的量子位狀態。

7.如權利要求6所述的方法，其中響應于光子檢測器沒有檢測到從微波到光學轉換器輸出的光學信號，利用無光學信號的檢測來確定量子位不在預定義的量子位狀態。

8.如權利要求7所述的方法，其中光子檢測器沒有檢測到光學信號，因為微波讀出信號低于用于微波到光學轉換器的閾值，從而使微波到光學轉換器不輸出光學信號。

9.如權利要求2至8中任一項所述的方法，其中所述微波到光學轉換器是選自電光裝置、光機械裝置、光電壓電裝置和磁光裝置組成的組的裝置。

10.如權利要求2至8中任一項所述的方法，其中，所述微波諧振器是微波腔。

11.如權利要求2至8中任一項所述的方法，其中將所述微波諧振器，量子位和微波到光學轉換器冷卻到預定義溫度。

12.如權利要求11所述的方法，其中所述預定義溫度范圍從0.01至0.1開爾文。

13.如權利要求1所述的方法，其中，所述N個微波到光學轉換器被配置為將所述N個光學信號多路復用成在光學線路上輸出的單個光學信號。

14.一種用于讀取N個量子位的系統，所述系統包括：

耦合到N個量子位的N個微波諧振器，N個微波諧振器被配置為在N個微波諧振器頻率接收N個微波輸入讀出信號并輸出N個微波輸出讀出信號，其中N是整數；和

N個微波到光學轉換器，被配置為從N個微波諧振器接收N個微波輸出讀出信號，N個微波輸出讀出信號各自包括N個量子位的量子位狀態，其中N個微波到光學轉換器被配置為將N個微波輸出讀出信號轉換為N個光學信號，其中N個微波輸出讀出信號的一個各自對應于N個量子位的一個，其中N個量子位中的一些被分別定義為當N個光學信號的相應一些由N個微波到光學轉換器的相應一些輸出時是在預定義的量子位狀態，其中N個量子位的相應一些被定義為當N個微波到光學轉換器的相應一些沒有輸出N個光學信號的相應一些時，不在預定義的量子位狀態。

15.如權利要求14所述的系統，其中N＝1。