[發(fā)明專利]一種激光退火系統(tǒng)及激光退火方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111449095.1
• 申請日: 2021-11-30
• 公開（公告）號: CN116207000A
• 公開（公告）日: 2023-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙勇杰;楊暉;金賢勝;劉堯
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥本源量子計算科技有限責任公司
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/268
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本申請公開了激光退火系統(tǒng)及激光退火方法，屬于量子信息領(lǐng)域。針對執(zhí)行量子芯片退火時，激光能量不穩(wěn)定的問題，本申請?zhí)峁┑募す馔嘶鹣到y(tǒng)設(shè)置調(diào)制器調(diào)制發(fā)射激光的能量，然后利用分光器對能量調(diào)制后的激光束進行分光獲得第一激光和第二激光，并且設(shè)置第一傳感器采集第一激光的探測參數(shù)，再利用反饋控制器根據(jù)探測參數(shù)控制調(diào)制器調(diào)制所述發(fā)射激光以確保第二激光的能量為目標值。與本申請?zhí)峁┑募す馔嘶鹣到y(tǒng)相應(yīng)的，本申請?zhí)峁┑募す馔嘶鸱椒ㄍㄟ^先調(diào)制發(fā)射激光，然后對能量調(diào)制后的激光束進行分光獲得第一激光和第二激光，并且采集第一激光的探測參數(shù)，再根據(jù)探測參數(shù)控制調(diào)制器調(diào)制所述發(fā)射激光以確保第二激光的能量為目標值。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請屬于量子信息領(lǐng)域，尤其是量子計算技術(shù)領(lǐng)域，特別地，本申請涉及一種激光退火系統(tǒng)及激光退火方法。

背景技術(shù)

量子計算是量子力學與計算機科學相結(jié)合的一種通過遵循量子力學規(guī)律、調(diào)控量子信息單元來進行計算的新型計算方式。它以微觀粒子構(gòu)成的量子比特為基本單元，具有量子疊加、糾纏的特性。通過量子態(tài)的受控演化，量子計算能夠?qū)崿F(xiàn)信息編碼和計算存儲，具有經(jīng)典計算技術(shù)無法比擬的巨大信息攜帶量和超強并行計算處理能力。國際上正在探索的量子計算的物理系統(tǒng)包括離子阱、超導、超冷原子、極化分子、線性光學、金剛石色心、硅28中的電子或核自旋等方向。

在超導物理體系的量子計算中，量子比特是基于約瑟夫森結(jié)構(gòu)建的TLS系統(tǒng)，為了提高量子比特的性能參數(shù)，常用激光器產(chǎn)生的高斯光束對約瑟夫森結(jié)進行退火，然而受限于激光器的穩(wěn)定性以及傳輸光路中的變化，照射約瑟夫森結(jié)的激光的能量易產(chǎn)生波動，這種波動影響到退火的效果進而導致量子比特的性能參數(shù)發(fā)生不期望的改變。

發(fā)明創(chuàng)造內(nèi)容

本申請的目的是提供一種激光退火系統(tǒng)及激光退火方法，以解決利用現(xiàn)有技術(shù)中的激光退火系統(tǒng)對量子芯片退火時，激光的能量易產(chǎn)生波動而影響到退火效果的問題。

本申請的一個方面提供了一種激光退火系統(tǒng)，包括用于承載量子芯片的退火平臺、及用于產(chǎn)生發(fā)射激光的激光源，所述激光退火系統(tǒng)還包括：

調(diào)制器，用于調(diào)制所述發(fā)射激光以獲得激光束；

分光器，用于將所述激光束分束形成傳輸至所述量子芯片的第二激光，以及傳輸路徑與所述第二激光不同的第一激光；

第一傳感器，用于采集所述第一激光的探測參數(shù)；以及

與所述第一傳感器連接的反饋控制器，用于根據(jù)所述探測參數(shù)控制所述調(diào)制器調(diào)制所述發(fā)射激光以使所述第二激光的能量為目標值。

在本申請的一些實施方式中，所述激光源包括固體激光發(fā)射器。示例性的，所述固體激光發(fā)射器提供波長為532nm的發(fā)射激光。

在本申請的一些實施方式中，所述調(diào)制器為聲光調(diào)制器、電光調(diào)制器、波片或者其他功率調(diào)節(jié)機構(gòu)。示例性的，所述波片為半波長波片。

在本申請的一些實施方式中，所述第一傳感器為光電傳感器。示例性的，所述光電傳感器為硅基光電傳感器。

在本申請的一些實施方式中，所述探測參數(shù)與能量呈線性關(guān)系。示例性的，所述探測參數(shù)為能量參數(shù)或者電壓參數(shù)。

在本申請的一些實施方式中，所述反饋控制器包括：

與所述第一傳感器連接的A/D轉(zhuǎn)換模塊，用于將所述探測參數(shù)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；

與所述A/D轉(zhuǎn)換模塊連接的運算模塊，用于接收所述數(shù)字信號和所述目標值，并根據(jù)所述目標值和所述數(shù)字信號生成對應(yīng)的控制指令；以及

與所述運算模塊和所述調(diào)制器均連接的控制模塊，用于根據(jù)所述控制指令控制所述調(diào)制器調(diào)制所述發(fā)射激光。

在本申請的一些實施方式中，所述反饋控制器還包括：

交互模塊，用于接收更改指令；以及