[發明專利]量子糾纏純化裝置及方法

有效

• 申請號: 202010551679.9
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN113810180B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 劉超;周宗權;李傳鋒
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: H04L9/08
• 分類號: H04L9/08;H04B10/70
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周天宇

1.一種量子糾纏純化裝置，其特征在于，包括：

量子糾纏建立模塊，用于建立量子存儲器之間的量子糾纏態；

局域操作模塊，用于將電磁脈沖分別作用于兩個所述量子存儲器上，使所述電磁脈沖與所述量子存儲器的兩個亞穩態量子能級共振；

激光模塊，用于讀取所述量子存儲器中的激發使之放出反斯托克斯光子；

局域探測模塊，用于探測所述反斯托克斯光子，其中，所述量子存儲器與所述局域探測模塊一一對應；

中央控制模塊，用于根據所述局域探測模塊的探測結果判斷所述量子糾纏純化是否成功，在未成功情況下控制所述量子糾纏建立模塊、所述局域操作模塊、所述激光模塊及所述局域探測模塊重復進行量子糾纏純化，其中，當兩個所述量子存儲器都探測不到反斯托克斯光子時，純化過程成功。

2.根據權利要求1所述的量子糾纏純化裝置，其特征在于，所述中央控制模塊還用于判斷所述量子糾纏純化成功后的量子糾纏態的保真度是否高于預設值；

在保真度低于預設值的情況下，控制所述量子糾纏建立模塊、所述局域操作模塊、所述激光模塊及所述局域探測模塊重復進行量子糾纏純化。

3.根據權利要求1所述的量子糾纏純化裝置，其特征在于，所述局域操作模塊包括產生模塊及施加模塊；

所述產生模塊用于產生所述電磁脈沖；所述施加模塊用于將所述電磁脈沖施加在所述量子存儲器上，其中，所述施加模塊包括鍍銀銅線圈或者三維諧振腔。

4.根據權利要求3所述的量子糾纏純化裝置，其特征在于，所述鍍銀銅線圈纏繞在所述量子存儲器上，形成螺線管結構。

5.根據權利要求1所述的量子糾纏純化裝置，其特征在于，所述電磁脈沖包括射頻或者微波脈沖。

6.一種基于權利要求1-5任一項所述量子糾纏純化裝置的量子糾纏純化方法，其特征在于，包括：

S1，建立量子存儲器之間的量子糾纏態；

S2，將電磁脈沖分別作用于兩個所述量子存儲器上，使所述電磁脈沖與所述量子存儲器的兩個亞穩態量子能級共振；

S3，讀取所述量子存儲器中的激發使之放出反斯托克斯光子；

S4，探測所述反斯托克斯光子；

S5，根據探測結果判斷所述量子糾纏純化是否成功，若是，則執行操作S6，若否，則重復執行操作S1～S4；其中，當兩個所述量子存儲器都探測不到反斯托克斯光子時，純化過程成功；

S6，判斷所述量子糾纏純化成功后的量子糾纏態的保真度是否高于預設值，若否，則重復執行操作S2～S5，若是，則結束執行。

7.根據權利要求6所述的量子糾纏純化方法，其特征在于，在操作S1中，所述建立量子存儲器之間的量子糾纏態包括：

基于DLCZ方案中的糾纏產生或糾纏交換建立量子存儲器之間的單光子糾纏態。