[發(fā)明專利]一種符合計(jì)數(shù)方法、裝置、符合計(jì)數(shù)設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110335594.1
• 申請(qǐng)日: 2021-03-29
• 公開（公告）號(hào): CN113091897B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張帥;陳杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海星秒光電科技有限公司;山東星秒光電科技有限公司
• 主分類號(hào): G01J1/42
• 分類號(hào): G01J1/42;G01J1/44;G06M1/10;G06M1/272
• 代理公司: 成都頂峰專利事務(wù)所(普通合伙) 51224
• 代理人: 楊國瑞

本發(fā)明涉及符合測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種符合計(jì)數(shù)方法、裝置、符合計(jì)數(shù)設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)，基于所述符合計(jì)數(shù)方法，可以基于二進(jìn)制轉(zhuǎn)換所得的比特流數(shù)據(jù)與符合門信號(hào)相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)支持多通道并行符合的功能，并具有實(shí)現(xiàn)原理簡(jiǎn)單和符合速度較快等優(yōu)點(diǎn)，利于通過最高單FPGA即可實(shí)現(xiàn)幾百兆及幾十通道的符合計(jì)數(shù)，并利于通過使用擴(kuò)展方式實(shí)現(xiàn)上百通道符合并行處理。此外可使符合過程不需要依賴同步信號(hào)，并由于是使用比特流數(shù)據(jù)直接進(jìn)行符合，相比較基于時(shí)間標(biāo)簽進(jìn)行符合的技術(shù)方案，可減小運(yùn)算量，提升了符合效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于符合測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種符合計(jì)數(shù)方法、裝置、符合計(jì)數(shù)設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

符合測(cè)量方法最早是由德國物理學(xué)家博思提出的，初始用于驗(yàn)證光子和電子在碰撞過程中仍然能夠滿足動(dòng)量和能量守恒，但是現(xiàn)在已廣泛地應(yīng)用于宇宙射線、核物理和量子光學(xué)等研究領(lǐng)域。例如在核反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，它用來確定反應(yīng)物的能量分布情況；在核衰變實(shí)驗(yàn)中，它用來研究核衰變機(jī)制，確定放射性核元素的半衰期。又例如在量子光學(xué)實(shí)驗(yàn)中，它用于驗(yàn)證光的相干性質(zhì)、檢測(cè)糾纏光子對(duì)，實(shí)現(xiàn)基于糾纏光子的量子密鑰分配實(shí)驗(yàn)、基于糾纏的單光子源實(shí)驗(yàn)以及量子“鬼”成像實(shí)驗(yàn)等。

在量子光學(xué)研究領(lǐng)域中，多光子糾纏是一種奇特的量子現(xiàn)象，其在研究量子非定域性，量子糾錯(cuò)和量子模擬的研究中都是不可缺少的資源。光子數(shù)越多，單個(gè)光子的自由度越大，多光子系統(tǒng)處理信息的能力就越強(qiáng)，在最新的實(shí)驗(yàn)進(jìn)展中，十個(gè)光子的糾纏得以實(shí)現(xiàn)。另一方面，光子也是實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)的一種很有潛力的媒介，光量子計(jì)算機(jī)也成為一個(gè)很熱門的研究方向，尤其是以玻色取樣為目的的光量子計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力已經(jīng)超過了早期經(jīng)典計(jì)算機(jī)，涉及的光子數(shù)達(dá)到了5個(gè)。在多光子糾纏和光量子計(jì)算等光量子信息研究中，都需要對(duì)來自多個(gè)探測(cè)通道的光子信號(hào)進(jìn)行光子統(tǒng)計(jì)分析，常見的就是符合計(jì)數(shù)。

在多光子糾纏實(shí)驗(yàn)中，將糾纏這種量子特性轉(zhuǎn)化為我們經(jīng)驗(yàn)世界能觀測(cè)的量需要對(duì)光子數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)，由于糾纏是一種多體的過程，所以計(jì)數(shù)是符合計(jì)數(shù)。符合計(jì)數(shù)器的功能是對(duì)兩個(gè)或兩個(gè)以上脈沖信號(hào)之間的符合進(jìn)行判斷和計(jì)數(shù)。多光子糾纏和光量子計(jì)算領(lǐng)域涉及的符合計(jì)數(shù)技術(shù)要求信號(hào)輸入通道非常多，符合的種類總數(shù)非常大并且要對(duì)所有的符合情況都要進(jìn)行計(jì)數(shù)，與傳統(tǒng)技術(shù)方案有非常大的不同。

近年來隨著光量子信息研究的快速進(jìn)步，也出現(xiàn)了許多新的多光子符合計(jì)數(shù)技術(shù)，以解決各種新問題。例如中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)在2016年的專利申請(qǐng)(CN106525231A，《一種基于可編程邏輯器件的多光子符合計(jì)數(shù)器》)中，提出了一種通過在現(xiàn)場(chǎng)可編輯門陣列(Field Programmable Gate Array，F(xiàn)PGA)上實(shí)現(xiàn)數(shù)十個(gè)通道，數(shù)十兆赫茲事例率，符合種類多，偶然符合1ppm以下，實(shí)時(shí)讀取計(jì)數(shù)，自動(dòng)化和可拓展的多光子符合計(jì)數(shù)器方案，但是由于其是基于硬件的符合，使得更多通道的擴(kuò)展符合難以實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有符合計(jì)數(shù)技術(shù)存在因是基于硬件的符合，使得更多通道的擴(kuò)展符合難以實(shí)現(xiàn)的問題，本發(fā)明目的在于提供一種新型的符合計(jì)數(shù)方法、裝置、符合計(jì)數(shù)設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。

第一方面，本發(fā)明提供了一種符合計(jì)數(shù)方法，包括：

輸入多路探測(cè)信號(hào)，其中，所述多路探測(cè)信號(hào)中的各路探測(cè)信號(hào)是一一對(duì)應(yīng)地輸入多通道的各個(gè)通道中；

在所述多通道的各個(gè)通道中，將相應(yīng)的單路探測(cè)信號(hào)在若干處連續(xù)傳輸節(jié)點(diǎn)的高低電平同時(shí)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)值，并對(duì)沿傳輸方向依次采集的二進(jìn)制數(shù)值進(jìn)行從左至右的排列組合，得到呈比特串形式的第一比特流數(shù)據(jù)；

在所述第一比特流數(shù)據(jù)中，若存在為“1”的且與對(duì)應(yīng)通道的符合門信號(hào)同步的二進(jìn)制數(shù)值，則將位于該二進(jìn)制數(shù)值右側(cè)的、與該符合門信號(hào)同步的且所有為“0”的二進(jìn)制數(shù)值更新為“1”，得到第二比特流數(shù)據(jù)，否則，得到與所述第一比特流數(shù)據(jù)相同的第二比特流數(shù)據(jù)；