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单光子计数器在线性光学量子信息科学中应用

单光子计数器在线性光学量子信息科学中应用

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在线性光学量子计算(LOQC)中,量子比特被编码为纠缠光子的量子状态,而算法转换则是通过线性光学元件(如分束器、相位延迟器和反射镜)来实现。通过将线性光学元件与单光子探测器和事后选择技术巧妙地组合在一起,可以实现双量子比特门。探测器会投射并测量单光子的量子态,从而引入非线性度。在实践中,LOQC实验中的计算结果是通过检测和关联系统输出处的单个光子来提取的。

常见的单光子探测器是单光子雪崩二ji管(SPAD)和超导nm线单光子探测器(SNSPD)。SPAD具有良好的量子效率(在700 nm左右可达70%),低暗计数率,小巧且易于使用。SNSPD具有更高的探测性能,量子效率超过90%,时序分辨率低至15 ps。单光子探测器的电输出会导致大量的单光子触发事件流。研究人员会使用Swabian Instruments Time Taggers来实时探测此类数据流中的多重符合事件,并不断提取量子信息。

选择Swabian Instruments Time Tagger系列的优势

已做好扩大实验规模的准备Time Tagger Ultra系列可同步处理8组单光子探测器的信号。每组18条通道,可达144个单光子探测器。以硬件为基础的条件过滤器仅捕获与实验测量相关的探测信息,从而可以降低数据速率。Time Taggers的软件引擎具有多种优势,比如可单独对每条通道进行灵活的延迟调整,从而可对同步信号和检测到的事件进行适当的时间调节以实现符合测量。实现工作自动化–从MatlabLabviewPythonC#,C/C++中强大的本机库获益

Swabian Instruments的编程库让您能够使用自己喜欢的编程语言来获取数据并进行分析。使用内嵌的虚拟通道,可以即时、轻松地执行复杂的符合测量。如果有需要,软件引擎可以存储检测到的每个事件,用于数据归档或脱机处理。

为探测器的未来发展做好准备

无论您使用的是SPAD还是SNSPDTime Tagger系列灵活的输入阶段可与探测器衔接,同时可利用信号的zui高上升时间。高时间分辨率,您能接入将来问世的新型低抖动探测器。

实施您的创新研究思路

强大的软件库让您可以轻松扩展,快速实践自己的研究思路。例如,牛津大学的研究人员在Time Tagger Ultra 18上运行自己的实时处理插件,可以测量由线性光学量子芯片产生的500多个高阶符合率。

 

关联产品:Time Tagger