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應用指南-單光子探測器Time Tagger在線性光學量子信息科學中應用

2022-08-021026次

在線性光學量子計算（LOQC）中，量子比特被編碼為糾纏光子的量子態，通過線性光學元件（如分束器、相位延遲器和反射鏡）實現算法轉換。雙量子比特門的構建依賴于線性光學元件、單光子探測器和后選擇技術的巧妙組合。探測器投射并測量單光子的量子態，從而引入有效的非線性度。線性光學量子計算結果可從實驗中檢測和關聯系統輸出的單個光子中提取得到。

線性光學量子信息科學

最常見的單光子探測器是單光子雪崩二極管（SPAD）和超導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70％）、暗計數率低、尺寸小巧且易于操作。SNSPD探測器更加先進，量子效率超過90％、時序抖動低至15 ps。單光子探測器的電輸出會導致大量的單光子觸發事件流。Time Tagger可以幫助全球各地的頂尖研究人員實時探測此類數據流中的多重符合事件，并從中提取量子信息。

選擇Swabian Instruments Time Tagger的優勢

信號同步裝置使實驗規模的擴展成為現實

Time Tagger Ultra系列借助信號同步裝置可同時處理8臺設備——最多144個通道——的信號。基于硬件的條件過濾器通過僅捕獲與實驗測量相關的信號探測信息，從而可以減少傳輸到軟件的數據。而為Time Tagger系列量身打造的軟件同樣具有多種優勢，比如可單獨對每條通道進行靈活的延遲調諧，即可調節同步信號和所有探測事件的時間以實現符合測量。

涵蓋主流編程語言的強大本機庫助力測量自動化

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++——來獲取數據并進行分析。使用內嵌的虛擬通道，可以即時、輕松地執行復雜的多重符合計數。并可根據需要存儲每個光子探測事件，用于數據歸檔和脫機處理。

為未來新型光子探測器的發展做好準備

無論您使用的是單光子雪崩二極管探測器SPAD還是超導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的最高上升時間的同時實現二者的良好適配。Time Tagger的優異的時間分辨率也為您未來選用新型低抖動探測器提供了可能。

將您的創新想法變成現實

強大的軟件庫讓您可以輕松驗證自己的新想法。例如，牛津大學的研究人員在 Time Tagger Ultra 18 上運行自己的實時處理插件，實現了由線性光學量子芯片產生的超過500個通道的多重符合測量。

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