[發明專利]使用量子非破壞光子檢測器檢測單個微波光子

有效

• 申請號: 201780062910.4
• 申請日: 2017-11-13
• 公開（公告）號: CN110050383B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: B.阿布多
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: H01P5/18
• 分類號: H01P5/18;G01R23/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 王珊珊

本技術涉及微波檢測裝置。量子非破壞微波光子檢測器(100)連接到正交微波混合耦合器(210)。色散非線性元件耦合到該正交微波混合耦合器。

技術領域

本發明涉及超導電子裝置，更具體地，涉及使用量子非破壞光子檢測器對單個微波光子的高保真度閾值檢測。

背景技術

在現有技術中，在光頻域中，可靠的單個光子檢測器、如光電倍增管、微波動能電感檢測器和超導納米線單個光子檢測器被廣泛用于各種實驗和應用中。然而，這些裝置的一個缺點是它們破壞(即吸收)它們檢測到的光子。相反，在微波域，即千兆赫茲(GHz)范圍內，可靠和實用的單個光子檢測器仍在研究和開發中。

發明內容

根據一個或多個實施例，提供了一種微波檢測裝置。微波檢測裝置包括量子非破壞微波光子檢測器、連接到量子非破壞微波光子檢測器的正交微波混合耦合器以及耦合到正交微波混合耦合器的色散非線性元件。

根據一個或多個實施例，提供了一種形成微波檢測裝置的方法。該方法包括提供量子非破壞微波光子檢測器，提供連接到量子非破壞微波光子檢測器的正交微波混合耦合器，并提供耦合到正交微波混合耦合器的色散非線性元件。

根據一個或多個實施例，提供了一種檢測微波光子的方法。該方法包括通過正交微波混合耦合器接收來自量子非破壞微波裝置的反射微波信號。而且，該方法包括基于色散非線性元件處于電壓狀態來確定微波光子的存在。色散非線性元件耦合到正交微波混合耦合器。

根據一個或多個實施例，提供了一種檢測微波光子不存在的方法。該方法包括通過正交微波混合耦合器接收來自量子非破壞微波裝置的反射微波信號。而且，該方法包括基于色散非線性元件處于零電壓狀態來確定微波光子的不存在。色散非線性元件耦合到正交微波混合耦合器。

在實施例中，正交微波混合耦合器包括四個端口，其中四個端口中的一個耦合到量子非破壞微波光子檢測器，并且四個端口中的另一個耦合到色散非線性元件。

附圖說明

圖1A是根據一個或多個實施例的微波裝置的示意圖。

圖1B是根據一個或多個實施例的泵浦端口所見(或受其影響)的微波裝置的泵浦等效電路的示意圖。

圖1C是根據一個或多個實施例的量子信號端口所見的微波裝置的信號等效電路的示意圖。

圖2是根據一個或多個實施例的系統的示意圖。

圖3是根據一個或多個實施例的描繪當沒有光子輸入信號時的操作的系統的示意圖。

圖4是根據一個或多個實施例的描繪當存在光子輸入信號時的操作的系統的示意圖。

圖5是根據一個或多個實施例的描繪原位(in-situ)單個微波光子檢測的系統的示意圖。

圖6是根據一個或多個實施例的描繪原位單個微波光子檢測的系統的示意圖。

圖7是根據一個或多個實施例的描繪無輸入信號光子的系統的示意圖。

圖8是根據一個或多個實施例的表征圖7中的非破壞光子檢測器的效果的圖表。

圖9是根據一個或多個實施例的描繪輸入信號光子的接收的系統的示意圖。

圖10是根據一個或多個實施例的表征圖9中的非破壞光子檢測器的效果的圖表。

圖11是根據一個或多個實施例的描繪在正交微波混合耦合器中利用波干涉的系統的示意圖。

圖12是根據一個或多個實施例的描繪在正交微波混合耦合器中利用波干涉的系統的示意圖。

圖13是根據一個或多個實施例的形成閾值檢測微波檢測裝置的方法的流程圖。