一种无相位误差的量子行走系统及设计方法

    公开(公告)号:CN117518302A

    公开(公告)日:2024-02-06

    申请号:CN202311545165.2

    申请日:2023-11-20

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 本公开提出了一种无相位误差的量子行走系统,包括形成于衬底之上且按照设定的量子行走路线依次连接的若干定向耦合器单元,该单元由两条相互远离的零折射率超构波导先相互靠近再相互远离形成,所述波导具有直线型和弯曲型两种结构单元,直线型结构单元包括第一介质柱和两个第二介质柱,第二介质柱对称设置在第一介质柱两侧且与其形成圆弧形交界面,弯曲型结构单元由直线型结构单元共形变换得到。本公开利用零折射率超构波导的相位保护特性,从根源上杜绝了相位误差及其引起的量子操作失真,有助于提高光量子行走线路的系统保真度和可拓展性。由于零折射率超构波导对于实际加工误差的鲁棒性,在大规模光量子行走线路中保证较高的良率。

    一种一维零折射率超构波导结构及其设计方法

    公开(公告)号:CN117518301A

    公开(公告)日:2024-02-06

    申请号:CN202311544976.0

    申请日:2023-11-20

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 本公开提供的一种一维零折射率超构波导结构及其设计方法。超构波导结构包括多个在设定方向呈周期性排列的结构单元,各结构单元均分别包括第一介质柱和两个第二介质柱,第二介质柱对称设置在第一介质柱两侧且与其形成圆弧形交界面。设计方法包括:建立用于仿真超构波导的物理模型;初始化各几何参数并调节各结构单元宽度、椭圆长半轴和短半轴,使物理模型在波矢空间布里渊区的中心出现类狄拉克锥,并在面内侧向实现辐射相干相消;调节各结构单元高度,使超构波导在竖直方向实现相干相消;等比放大或缩小超构波导几何参数,使得简并频率调节在设计值。本公开有助于大幅提高零折射率材料的灵活性,同时减少零折射率材料所占的芯片面积。

    一种无相位误差的量子逻辑门结构及设计方法

    公开(公告)号:CN117764185A

    公开(公告)日:2024-03-26

    申请号:CN202311545190.0

    申请日:2023-11-20

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 本公开提供的一种无相位误差的量子逻辑门结构,可以面向通用量子计算实现低相位误差和相位噪声的单比特和双比特操控。所述结构包括形成于衬底之上的至少一个定向耦合器单元,该单元由两条相互远离的零折射率超构波导先相互靠近再相互远离形成,所述波导具有直线型和弯曲型两种结构单元,直线型结构单元包括第一介质柱和两个第二介质柱,第二介质柱对称设置在第一介质柱两侧且与其形成圆弧形交界面,弯曲型结构单元由直线型结构单元共形变换得到。本公开基于零折射率超构波导的近零折射率消除量子逻辑门的相位误差及其导致的量子操作失真,提高了光量子门的可扩展性;利用零折射率超构波导对实际加工误差的鲁棒性,提高了大规模光量子门的良率。

    一种可任意弯曲的超构波导结构及其设计方法

    公开(公告)号:CN117673690A

    公开(公告)日:2024-03-08

    申请号:CN202311545006.2

    申请日:2023-11-20

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 本公开提供的一种可任意弯曲的超构波导结构及其设计方法,所述超构波导结构包括多个依次无间隙排列的弯曲型结构单元,该弯曲型结构单元由直线型结构单元共形变换得到,直线型结构单元包括第一介质柱和两个第二介质柱,第二介质柱对称设置在第一介质柱两侧且与其形成圆弧形交界面。本公开的超构波导结构的弯曲半径和弯曲角度可以任意调节,且弯曲后能够保持等效折射率不变。进一步地,通过调节弯曲型结构单元的高度、长度、宽度、椭圆长半轴和椭圆短半轴可使超构波导结构具有较低的传输损耗。本发明公开能够提高超构波导的自由度,实现更多片上复杂结构和器件。

    一种量子纠缠光源及设计方法
    5.
    发明公开

    公开(公告)号:CN117555050A

    公开(公告)日:2024-02-13

    申请号:CN202311545044.8

    申请日:2023-11-20

    Applicant: 清华大学

    Abstract: 本公开提供的一种量子纠缠光源及设计方法,所述量子纠缠光源包括形成于衬底之上且依次连接的输入端波导、螺旋超构波导、带有热光移相器的传输波导和输出端波导,组成各波导的基本单元均为零折射率超构波导,所述零折射率超构波导具有直线型和弯曲型两种结构单元;单个直线型结构单元包括第一介质柱和两个相同的第二介质柱,第二介质柱对称设置在第一介质柱两侧且与其形成圆弧形交界面;单个弯曲型结构单元由单个直线型结构单元共形变换得到,且弯曲型结构单元与所述直线型结构单元的宽度和周期相同。本公开利用零折射率超构波导所固有的高波阻抗提高转换效率,此外,基于弯曲型结构单元的可任意弯曲性极大提高器件的集成度。

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