本申請涉及量子計算，特別地，涉及一種量子比特的勻化激發(fā)光產(chǎn)生及激發(fā)裝置。

背景技術(shù)：

1、在量子計算中，通常采用激發(fā)光對量子比特進(jìn)行門操控，若每個量子比特感受到的激發(fā)光強度相同，則每個量子比特進(jìn)行門操控的時間為相同的定值，能夠?qū)α孔颖忍剡M(jìn)行統(tǒng)一控制，以便進(jìn)行復(fù)雜計算，若每個量子比特感受到的激發(fā)光強度不同，則難以對量子比特進(jìn)行統(tǒng)一控制。因此，確保每個量子比特感受到的激發(fā)光功率，以便進(jìn)行統(tǒng)一門操控。

2、但是，從光纖出射的激光光斑為高斯光斑，其光強符合高斯分布，即中間強度最高，越到邊緣強度越低，若將這樣的高斯光斑用于單個或極少數(shù)的量子比特是足夠的，因為總可以使量子比特處在高斯光斑強度相同的區(qū)域，但是，當(dāng)量子比特數(shù)目增加，成為一個矩形陣列時，無論怎么排布，每個量子比特感受到激發(fā)光強度都是不同的，因此這樣的高斯光斑不能用于大量量子比特的門操控。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請的實施例提供了一種量子比特的勻化激發(fā)光產(chǎn)生裝置，將高斯光斑調(diào)制成勻化光斑，能夠用于大量量子比特的門操控。

2、本申請的其他特性和優(yōu)點將通過下面的詳細(xì)描述變得顯然，或部分地通過本申請的實踐而習(xí)得。

3、根據(jù)本申請實施例的第一方面，提供了一種量子比特的勻化激發(fā)光產(chǎn)生裝置，包括：

4、第一激發(fā)光組件，包括產(chǎn)生第一激光的第一激光產(chǎn)生機構(gòu)、對第一激光進(jìn)行勻化的第一勻化機構(gòu)和對勻化后的第一激光進(jìn)行反射的第一反射機構(gòu)；

5、第二激發(fā)光組件，包括產(chǎn)生第二激光的第二激光產(chǎn)生機構(gòu)、對第二激光進(jìn)行勻化的第二勻化機構(gòu)和對勻化后的第二激光進(jìn)行反射的第二反射機構(gòu)，所述第二激光平行于第一激光并且頻率不同于第一激光，反射后的第二激光和反射后的第一激光相向照射到量子比特上。

6、在本申請的一些實施例中，基于前述方案，所述第一激發(fā)光組件還包括第一準(zhǔn)直擴(kuò)束機構(gòu)，所述第一準(zhǔn)直擴(kuò)束機構(gòu)位于第一激光產(chǎn)生機構(gòu)和第一勻化機構(gòu)之間，對第一激光進(jìn)行準(zhǔn)直擴(kuò)束后，進(jìn)入第一勻化機構(gòu)；所述第二激發(fā)光組件還包括第二準(zhǔn)直擴(kuò)束機構(gòu)，所述第二準(zhǔn)直擴(kuò)束機構(gòu)位于第二激光產(chǎn)生機構(gòu)和第二勻化機構(gòu)之間，對第二激光進(jìn)行準(zhǔn)直擴(kuò)束后，進(jìn)入第二勻化機構(gòu)。

7、在本申請的一些實施例中，基于前述方案，所述第一激發(fā)光組件還包括第一電動可變焦透鏡，所述第一電動可變焦透鏡位于第一反射機構(gòu)和量子比特之間，對反射后的第一激光進(jìn)行聚焦后，照射到量子比特上；所述第二激發(fā)光組件還包括第二電動可變焦透鏡，所述第二電動可變焦透鏡位于第二反射機構(gòu)和量子比特之間，對反射后的第二激光進(jìn)行聚焦后，照射到量子比特上。

8、在本申請的一些實施例中，基于前述方案，所述第一激光產(chǎn)生機構(gòu)包括生成第一激光的第一激光器和第一耦合架，第一激光器向第一耦合架發(fā)射第一激光，第一激光從第一耦合架出射；所述第二激光產(chǎn)生機構(gòu)包括生成第二激光的第二激光器和第二耦合架，第二激光器向第二耦合架發(fā)射第二激光，第二激光從第二耦合架出射。

9、在本申請的一些實施例中，基于前述方案，所述第一反射機構(gòu)為第一反射鏡，第一反射鏡和勻化后的第一激光之間的入射角為45°，所述第二反射機構(gòu)為第二反射鏡，第二反射鏡和勻化后的第二激光之間的入射角為45°。

10、在本申請的一些實施例中，基于前述方案，所述第一勻化機構(gòu)為第一相位調(diào)制片或第一超表面透鏡陣列，所述第二勻化機構(gòu)為第二相位調(diào)制片或第二超表面透鏡陣列。

11、根據(jù)本申請實施例的第二方面，提供了一種量子比特的激發(fā)裝置，包括上述一種量子比特的勻化激發(fā)光產(chǎn)生裝置和用于捕獲冷原子的光鑷組件。

12、在本申請的一些實施例中，基于前述方案，所述光鑷組件包括：

13、產(chǎn)生偶極光的第三激光產(chǎn)生機構(gòu)；

14、對偶極光進(jìn)行相位調(diào)制的激光相位調(diào)制器；

15、對相位調(diào)制后的偶極光進(jìn)行聚焦的強聚焦透鏡，聚焦后的偶極光、反射后的第一激光和反射后的第二激光相交。

16、在本申請的一些實施例中，基于前述方案，所述第三激光產(chǎn)生機構(gòu)，包括：

17、第三激光器，生成偶極光；

18、第三耦合架，所述第三激光器向第三耦合架發(fā)射偶極光，偶極光從第三耦合架出射。

19、在本申請的一些實施例中，基于前述方案，還包括：

20、真空腔體，聚焦后的偶極光、反射后的第一激光和反射后的第二激光在真空腔體內(nèi)相交，冷原子團(tuán)形成于真空腔體內(nèi)。

21、本申請的有益效果如下：

22、第一激光產(chǎn)生機構(gòu)產(chǎn)生第一激光，經(jīng)過勻化和反射后，形成反射后的第一激光，第二激光產(chǎn)生機構(gòu)產(chǎn)生第二激光，經(jīng)過勻化和反射后，形成反射后的第二激光，反射后的第二激光和反射后的第一激光相向照射到量子比特上，量子比特感受的光強為反射后的第二激光和反射后的第一激光的光強之和，由于反射后的第二激光和反射后的第一激光均為勻化激光，使得量子比特感受到的光強相同，從而能夠用于大量量子比特的門操控。

23、應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本申請。

技術(shù)特征：

1.一種量子比特的勻化激發(fā)光產(chǎn)生裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種量子比特的勻化激發(fā)光產(chǎn)生裝置，其特征在于，所述第一激發(fā)光組件還包括第一準(zhǔn)直擴(kuò)束機構(gòu)，所述第一準(zhǔn)直擴(kuò)束機構(gòu)位于第一激光產(chǎn)生機構(gòu)和第一勻化機構(gòu)之間，對第一激光進(jìn)行準(zhǔn)直擴(kuò)束后，進(jìn)入第一勻化機構(gòu)；所述第二激發(fā)光組件還包括第二準(zhǔn)直擴(kuò)束機構(gòu)，所述第二準(zhǔn)直擴(kuò)束機構(gòu)位于第二激光產(chǎn)生機構(gòu)和第二勻化機構(gòu)之間，對第二激光進(jìn)行準(zhǔn)直擴(kuò)束后，進(jìn)入第二勻化機構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種量子比特的勻化激發(fā)光產(chǎn)生裝置，其特征在于，所述第一激發(fā)光組件還包括第一電動可變焦透鏡，所述第一電動可變焦透鏡位于第一反射機構(gòu)和量子比特之間，對反射后的第一激光進(jìn)行聚焦后，照射到量子比特上；所述第二激發(fā)光組件還包括第二電動可變焦透鏡，所述第二電動可變焦透鏡位于第二反射機構(gòu)和量子比特之間，對反射后的第二激光進(jìn)行聚焦后，照射到量子比特上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種量子比特的勻化激發(fā)光產(chǎn)生裝置，其特征在于，所述第一激光產(chǎn)生機構(gòu)包括生成第一激光的第一激光器和第一耦合架，第一激光器向第一耦合架發(fā)射第一激光，第一激光從第一耦合架出射；所述第二激光產(chǎn)生機構(gòu)包括生成第二激光的第二激光器和第二耦合架，第二激光器向第二耦合架發(fā)射第二激光，第二激光從第二耦合架出射。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種量子比特的勻化激發(fā)光產(chǎn)生裝置，其特征在于，所述第一反射機構(gòu)為第一反射鏡，第一反射鏡和勻化后的第一激光之間的入射角為45°，所述第二反射機構(gòu)為第二反射鏡，第二反射鏡和勻化后的第二激光之間的入射角為45°。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種量子比特的勻化激發(fā)光產(chǎn)生裝置，其特征在于，所述第一勻化機構(gòu)為第一相位調(diào)制片或第一超表面透鏡陣列，所述第二勻化機構(gòu)為第二相位調(diào)制片或第二超表面透鏡陣列。

7.一種量子比特的激發(fā)裝置，其特征在于，包括權(quán)利要求1-6任一項所述的一種量子比特的勻化激發(fā)光產(chǎn)生裝置和用于捕獲冷原子的光鑷組件。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種量子比特的激發(fā)裝置，其特征在于，所述光鑷組件包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種量子比特的激發(fā)裝置，其特征在于，所述第三激光產(chǎn)生機構(gòu)，包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種量子比特的激發(fā)裝置，其特征在于，還包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請公開了一種量子比特的勻化激發(fā)光產(chǎn)生及激發(fā)裝置，所述產(chǎn)生裝置包括：第一激發(fā)光組件，包括產(chǎn)生第一激光的第一激光產(chǎn)生機構(gòu)、對第一激光進(jìn)行勻化的第一勻化機構(gòu)和對勻化后的第一激光進(jìn)行反射的第一反射機構(gòu)；第二激發(fā)光組件，包括產(chǎn)生第二激光的第二激光產(chǎn)生機構(gòu)、對第二激光進(jìn)行勻化的第二勻化機構(gòu)和對勻化后的第二激光進(jìn)行反射的第二反射機構(gòu)，所述第二激光平行于第一激光并且頻率不同于第一激光，反射后的第二激光和反射后的第一激光相向照射到量子比特上。本申請將高斯光斑調(diào)制成勻化光斑，能夠用于大量量子比特的門操控。

技術(shù)研發(fā)人員：付卓
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中科酷原科技（武漢）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240124
技術(shù)公布日：2024/12/19