[發明專利]具有可重新配置的量子處理單元的量子計算系統

在審

• 申請號: 202180052277.7
• 申請日: 2021-06-17
• 公開（公告）號: CN115989507A
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: N·A·卡利提夫斯基;F·D·基謝廖夫;M·穆勒耶奈克
• 申請（專利權）人: 康寧股份有限公司
• 主分類號: G06N10/00
• 分類號: G06N10/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 付尉琳;侯穎媖

1.一種量子計算系統，包括：

可重新配置的量子處理單元，所述可重新配置的量子處理單元光學耦合至光子源和光子檢測器，所述可重新配置的量子處理單元包括多個馬赫曾德爾干涉儀(MZI)；

控制器，所述控制器通信耦合至所述多個MZI，其中所述控制器被配置成生成控制信號以更改所述多個MZI中的至少一個MZI的相位設置，并且所述多個MZI被配置成更改穿過所述多個MZI的一個或多個光子的相位；

量子存儲器陣列，所述量子存儲器陣列包括光學耦合至所述多個MZI的多個量子存儲器，其中每個量子存儲器被配置成吸收由所述量子存儲器從所述可重新配置的量子處理單元接收的包括量子信息的光子，并將包括所接收的光子的所述量子信息的光子釋放到所述可重新配置的量子處理單元中。

2.如權利要求1所述的量子計算系統，其中所述多個MZI布置在MZI晶格中，所述MZI晶格包括：

沿著所述可重新配置的量子處理單元的第一端設置的第一邊界MZI列；

沿著所述可重新配置的量子處理單元的第二端設置的第二邊界MZI列；以及

定位在所述第一邊界MZI列和所述第二邊界MZI列之間的一個或多個內部MZI列。

3.如權利要求2所述的量子計算系統，其中所述第一邊界MZI列以偏移取向光學耦合至相鄰的內部MZI列，并且所述第二邊界MZI以偏移取向光學耦合至相鄰的內部MZI列。

4.如權利要求3所述的量子計算系統，其中所述一個或多個內部MZI列包括多列內部MZI，并且相鄰列的內部MZI以偏移取向彼此光學耦合。

5.如權利要求2所述的量子計算系統，其中每個第一邊界MZI光學耦合至所述量子存儲器陣列中的至少一個量子存儲器，使得從各個第一邊界MZI引導的光子被至少一個量子存儲器接收。

6.如權利要求1所述的量子計算系統，其中每個MZI包括上鏈路路徑、下鏈路路徑、光學耦合所述上鏈路路徑和所述下鏈路路徑的第一分束器和第二分束器、沿著所述上鏈路路徑或所述下鏈路路徑布置的第一移相器和沿著所述上鏈路路徑或所述下鏈路路徑布置的第二移相器。

7.如權利要求6所述的量子計算系統，其中所述控制器被配置成產生控制信號以更改所述第一移相器、所述第二移相器或所述第一移相器和所述第二移相器兩者的相位設置。

8.如權利要求6所述的量子計算系統，其中所述控制器被配置成產生控制信號以更改所述第一分束器、所述第二分束器或所述第一分束器和所述第二分束器兩者的耦合比。

9.如權利要求6所述的量子計算系統，其中：

所述上鏈路路徑包括第一上端鏈路、上中間鏈路和第二上端鏈路；

所述下鏈路路徑包括第一下端鏈路、下中間鏈路和第二下鏈路；

所述第一上端鏈路和所述第一下端鏈路光學耦合至所述第一分束器；

所述上中間鏈路和所述下中間鏈路在所述第一分束器和所述第二分束器之間延伸并且光學耦合至所述第一分束器和所述第二分束器；

所述第二上端鏈路和所述第二下端鏈路光學耦合至所述第二分束器；

所述第一移相器被設置在所述上中間鏈路和所述下中間鏈路中的一者上；并且

所述第二移相器被設置在所述第二上端鏈路和所述第二下端鏈路中的一者上。

10.如權利要求9所述的量子計算系統，其中所述第一上端鏈路和所述第一下端鏈路、所述第二上端鏈路和所述第二下端鏈路，以及所述上中間鏈路和所述下中間鏈路各自都包括光學波導。

11.如權利要求6所述的量子計算系統，其中所述第一分束器和所述第二分束器各自具有50:50的耦合比。