一种构建量子逻辑门的方法及装置

    公开(公告)号:CN116484955A

    公开(公告)日:2023-07-25

    申请号:CN202210037836.3

    申请日:2022-01-13

    Applicant: 清华大学

    Inventor: 段路明 杨蒿翔

    Abstract: 本文公开一种构建量子逻辑门的方法、装置、计算机存储介质及终端,包括:将量子逻辑门操作拆分为2n1个第一级分段;对每一个第一级分段的激光进行参数调整,以使量子逻辑门操作结束时用于构建量子逻辑门的量子比特在x‑p相空间中运动轨迹的经典部分回到初始状态,且两比特相位等于预设数值;将参数调整后的激光照射在量子比特上,以构建量子逻辑门;其中,激光所构建的自旋相关势能与用于构建量子逻辑门的量子比特的局域振动模式近共振。本发明实施例利用量子比特的局域振动模式,实现了基于任意形式自旋相关势能的量子逻辑门,无需区分量子比特阵列的各个集体振动模式,并且逻辑门速度不受拉姆‑迪克极限的限制,提升了量子逻辑门的可扩展性。

    一种构建量子逻辑门的方法和装置

    公开(公告)号:CN115994580A

    公开(公告)日:2023-04-21

    申请号:CN202111203116.1

    申请日:2021-10-15

    Applicant: 清华大学

    Inventor: 段路明 杨蒿翔

    Abstract: 本文公开一种构建量子逻辑门的方法和装置,包括:通过预设驱动频率的电光调制器(EOM)对第一连续激光进行相位调制,获得包含两个频率成分的用于构造量子逻辑门的第二连续激光;通过获得的第二连续激光构建量子逻辑门;其中,量子逻辑门包括:单比特量子逻辑门和双比特量子逻辑门。本发明实施例通过相位调制获得的第二连续激光,同时实现了不受相位噪声影响的单比特量子逻辑门和双比特量子逻辑门,量子逻辑门的数量不再受激光相干时间限制,为实现大规模量子计算提供了基础。

    一种量子比特逻辑门
    53.
    发明授权

    公开(公告)号:CN111832733B

    公开(公告)日:2022-12-27

    申请号:CN202010635422.1

    申请日:2020-07-03

    Applicant: 清华大学

    Inventor: 段路明 吴宇恺

    Abstract: 本文公开一种量子比特逻辑门,本发明实施例基于每一个离子在选定方向上受到预设的简谐势的约束的二维离子阵列,通过将动量反冲作用于二维离子阵列中任意两个近邻离子,实现了双量子比特逻辑门;该基于二维离子阵列实现的量子比特逻辑门在离子数上不受限制;通过动量反冲保证了双量子比特逻辑门的运算速度。

    实现离子阵列的方法、装置、计算机存储介质及终端

    公开(公告)号:CN113191009B

    公开(公告)日:2022-09-27

    申请号:CN202110513486.9

    申请日:2021-05-11

    Applicant: 清华大学

    Inventor: 段路明 吴宇恺

    Abstract: 本文公开一种实现离子阵列的方法及装置,包括:确定高维离子阵列随温度发生离子交换或整体构型变化的概率信息;根据确定的概率信息,获取一个小于预设阈值的概率对应的温度值;根据获取的温度值确定离子阱工作的环境温度,以使离子阱在确定的工作的环境温度获得高维离子阵列。本发明实施例通过确定高维离子阵列随温度发生离子交换或整体构型变化的概率小于预设阈值的温度,在低温环境下获得了结构稳定的高维离子阵列,为离子阵列的进一步应用提供了技术支持。

    构建量子逻辑门的方法、装置、计算机存储介质及终端

    公开(公告)号:CN113283606B

    公开(公告)日:2022-09-23

    申请号:CN202110653023.2

    申请日:2021-06-11

    Applicant: 清华大学

    Inventor: 段路明 杨蒿翔

    Abstract: 本文公开一种构建量子逻辑门的方法、装置、计算机存储介质及终端,包括:将超精细量子比特转化为光量子比特;基于转化获得的光量子比特执行量子逻辑门操作;将执行完量子逻辑门操作后的光量子比特逆转化为超精细量子比特。本发明实施例一方面,只需要在单次的转化、量子逻辑门操作和逆转化中保持激光相位稳定即可,无需在多次操作之间保持相位稳定,降低了对激光相位稳定性的要求,利用光量子比特执行量子逻辑门操作,确保了量子逻辑门的高保真度;另一方面,在执行完量子逻辑门操作后,将光量子比特转化回超精细量子比特,使构建的量子比特编码在超精细结构能级上,提升了量子比特的工作寿命。

    实现状态探测的系统、方法和装置

    公开(公告)号:CN113310572B

    公开(公告)日:2022-07-08

    申请号:CN202110541878.6

    申请日:2021-05-18

    Applicant: 清华大学

    Inventor: 段路明 杨蒿翔

    Abstract: 本文公开一种实现状态探测的系统、方法和装置,实现状态探测的系统包括:激光器和离子阱;其中,激光器产生探测激光,探测激光按照第一方向传播,以使三维量子比特阵列中的单层量子比特产生用于状态探测的荧光;在进行状态探测时,离子阱沿第二方向移动三维量子比特阵列,使需要照射的单层量子比特位于可被探测激光照射的位置;其中,探测激光的横截面尺寸在第二方向覆盖单层量子比特。本发明实施例移动三维量子比特阵列使需要照射的单层量子比特可被探测激光照射,通过横截面在第二方向覆盖单层量子比特的探测激光照射单层量子比特,在无需使用强的梯度磁场和磁场敏感的态的情况下,实现了三维量子比特阵列的状态探测。

    一种构建量子网络的方法、装置及量子网络

    公开(公告)号:CN112787729B

    公开(公告)日:2022-03-25

    申请号:CN202110016452.9

    申请日:2021-01-07

    Applicant: 清华大学

    Inventor: 段路明 杨蒿翔

    Abstract: 本文公开一种构建量子网络的方法、装置及量子网络,本发明实施例对包括两个以上长寿命能级的原子,确定其中的两个长寿命能级分别作为操作能级和辅助能级;根据处于操作能级的原子和处于辅助能级的原子构建量子网络;其中,长寿命能级包括:能级寿命大于第一预设倍数的量子操作时长的能级,每一个长寿命能级包含两个以上用于编码量子信息的子能级。本发明实施例以不同长寿命能级的同一种原子构建量子网络,避免了在实现原子与光子纠缠过程中的串扰,为量子计算和量子网络的应用拓展提供技术支持。

    一种离子阱
    58.
    发明公开

    公开(公告)号:CN113921162A

    公开(公告)日:2022-01-11

    申请号:CN202010645038.X

    申请日:2020-07-07

    Applicant: 清华大学

    Inventor: 段路明 梅全鑫

    Abstract: 一种离子阱,本发明实施例在离子阱装置上额外设置一组第二射频电极,通过在各第二射频电极上分别施加第二射频电压,产生了用于与径向电场进行相互抵消的射频电场;通过径向电场与射频电场的相互抵消获得了满足预设分布的离子阱中心区域的电势,从而压制了离子量子比特偏离射频零点轴的微运动。

    一种实现动量反冲的方法、构建量子逻辑门的方法及装置

    公开(公告)号:CN113592092A

    公开(公告)日:2021-11-02

    申请号:CN202110831240.6

    申请日:2021-07-22

    Applicant: 清华大学

    Inventor: 段路明 杨蒿翔

    Abstract: 一种实现动量反冲的方法、构建量子逻辑门的方法及装置,包括:选择包含第一长寿命能级和第二长寿命能级的离子量子比特;通过预设的脉冲激光照射选择的离子量子比特,使离子量子比特在第一长寿命能级和激发态能级之间发生共振跃迁;其中,脉冲激光的频率等于第一长寿命能级和激发态能级的频率差的绝对值,脉冲激光的单个激光脉冲的持续时间长度为飞秒量级;离子量子比特的编码基矢是第一长寿命能级的两个塞曼子能级;第一长寿命能级和第二长寿命能级可相干转移。本发明实施例通过共振跃迁实现自旋相关动量反冲(SDK),压制了离子量子比特自发辐射导致的退相干错误;只激发处于特定自旋状态的离子量子比特发生共振跃迁,提高了实现SDK的保真度。

    一种实现状态探测的方法、装置、计算机存储介质及终端

    公开(公告)号:CN113449871A

    公开(公告)日:2021-09-28

    申请号:CN202110796797.0

    申请日:2021-07-14

    Applicant: 清华大学

    Inventor: 段路明 杨蒿翔

    Abstract: 本文公开一种实现状态探测的方法、装置、计算机存储介质及终端,包括:通过第一探测激光照射第一量子比特阵列,获得第一荧光;将获得的第一荧光与参数调整后的第二探测激光的光斑重合并生成干涉图像;对生成的干涉图像基于预先获得两张以上特征图像进行分析,以确定第一量子比特阵列中包含的量子比特的亮暗状态;其中,第一探测激光与第二探测激光为频率相同、相位差为固定预设差值的两束激光;荧光与光斑的光强和偏振相同;特征图像包括:由仅包含一个量子比特为亮态的第二量子比特阵列生成的干涉图像。本发明实施例在生成干涉图像之后,对干涉图像基于预先获得两张以上特征图像进行分析,实现了量子比特状态的探测。

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