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應(yīng)用指南-單光子探測器Time Tagger在線性光學(xué)量子信息科學(xué)中應(yīng)用

2022-08-02959次

在線性光學(xué)量子計(jì)算（LOQC）中，量子比特被編碼為糾纏光子的量子態(tài)，通過線性光學(xué)元件（如分束器、相位延遲器和反射鏡）實(shí)現(xiàn)算法轉(zhuǎn)換。雙量子比特門的構(gòu)建依賴于線性光學(xué)元件、單光子探測器和后選擇技術(shù)的巧妙組合。探測器投射并測量單光子的量子態(tài)，從而引入有效的非線性度。線性光學(xué)量子計(jì)算結(jié)果可從實(shí)驗(yàn)中檢測和關(guān)聯(lián)系統(tǒng)輸出的單個(gè)光子中提取得到。

線性光學(xué)量子信息科學(xué)

最常見的單光子探測器是單光子雪崩二極管（SPAD）和超導(dǎo)納米線單光子探測器（SNSPD）。SPAD探測器量子效率高（在700 nm左右可達(dá)70％）、暗計(jì)數(shù)率低、尺寸小巧且易于操作。SNSPD探測器更加先進(jìn)，量子效率超過90％、時(shí)序抖動(dòng)低至15 ps。單光子探測器的電輸出會(huì)導(dǎo)致大量的單光子觸發(fā)事件流。Time Tagger可以幫助全球各地的頂尖研究人員實(shí)時(shí)探測此類數(shù)據(jù)流中的多重符合事件，并從中提取量子信息。

選擇Swabian Instruments Time Tagger的優(yōu)勢

信號(hào)同步裝置使實(shí)驗(yàn)規(guī)模的擴(kuò)展成為現(xiàn)實(shí)

Time Tagger Ultra系列借助信號(hào)同步裝置可同時(shí)處理8臺(tái)設(shè)備——最多144個(gè)通道——的信號(hào)。基于硬件的條件過濾器通過僅捕獲與實(shí)驗(yàn)測量相關(guān)的信號(hào)探測信息，從而可以減少傳輸?shù)杰浖臄?shù)據(jù)。而為Time Tagger系列量身打造的軟件同樣具有多種優(yōu)勢，比如可單獨(dú)對(duì)每條通道進(jìn)行靈活的延遲調(diào)諧，即可調(diào)節(jié)同步信號(hào)和所有探測事件的時(shí)間以實(shí)現(xiàn)符合測量。

涵蓋主流編程語言的強(qiáng)大本機(jī)庫助力測量自動(dòng)化

Swabian Instruments的編程庫讓您能夠使用自己喜歡的編程語言——如Matlab，Labview，Python，C＃，C/C++——來獲取數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析。使用內(nèi)嵌的虛擬通道，可以即時(shí)、輕松地執(zhí)行復(fù)雜的多重符合計(jì)數(shù)。并可根據(jù)需要存儲(chǔ)每個(gè)光子探測事件，用于數(shù)據(jù)歸檔和脫機(jī)處理。

為未來新型光子探測器的發(fā)展做好準(zhǔn)備

無論您使用的是單光子雪崩二極管探測器SPAD還是超導(dǎo)納米線單光子探測器SNSPD，Time Tagger具有的靈活輸入電位都能保證在充分利用信號(hào)的最高上升時(shí)間的同時(shí)實(shí)現(xiàn)二者的良好適配。Time Tagger的優(yōu)異的時(shí)間分辨率也為您未來選用新型低抖動(dòng)探測器提供了可能。

將您的創(chuàng)新想法變成現(xiàn)實(shí)

強(qiáng)大的軟件庫讓您可以輕松驗(yàn)證自己的新想法。例如，牛津大學(xué)的研究人員在 Time Tagger Ultra 18 上運(yùn)行自己的實(shí)時(shí)處理插件，實(shí)現(xiàn)了由線性光學(xué)量子芯片產(chǎn)生的超過500個(gè)通道的多重符合測量。

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