本發(fā)明涉及一種量子計算機(jī)和控制信號傳輸技術(shù)，且特別是涉及一種用于量子計算機(jī)的控制信號傳輸裝置。

背景技術(shù)：

1、量子計算機(jī)是利用量子比特(qubits)及其中的量子邏輯進(jìn)行通用運(yùn)算(general-purpose?computing)的裝置及相應(yīng)技術(shù)。量子計算機(jī)的概念是希望利用控制量子態(tài)，并以量測量子態(tài)的方式記錄及運(yùn)算信息。量子比特可同時表示0與1兩種位狀態(tài)，而不像傳統(tǒng)計算機(jī)裝置同時僅能記錄一種位信息。理論上，量子計算機(jī)的指令周期超越目前計算機(jī)裝置的指令周期。

2、目前已知的量子比特技術(shù)皆需在極低溫的環(huán)境才能正常運(yùn)作，而用來控制量子比特的設(shè)備通常僅能工作于常溫環(huán)境。若希望同時控制大量的量子比特進(jìn)行運(yùn)算的話，便需要對應(yīng)地增加控制信號，并透過傳輸線將控制信號從常溫環(huán)境傳遞給位于極低溫環(huán)境的量子比特。然而，傳輸線本身除了傳遞信號亦會傳遞熱能，傳遞信號的方式也會有耗損功率而發(fā)熱，就算使用衰減器降低控制信號的功率仍無法避免傳導(dǎo)熱能。因此，傳輸線數(shù)量的增加會讓極低溫環(huán)境難以維持，致使量子比特容易發(fā)生錯誤。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種量子計算機(jī)的控制信號傳輸裝置，其以光纖通信結(jié)合多種光調(diào)制技術(shù)來以單條傳輸線傳遞大量量子比特的控制信號，減少將熱能導(dǎo)入極低溫環(huán)境，方便于維持極低溫環(huán)境的隔熱。

2、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，量子計算機(jī)的控制信號傳輸裝置包括激光光源、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、電光調(diào)制電路、光纖、光電解調(diào)制電路以及多個量子比特。激光光源提供光線。數(shù)模轉(zhuǎn)換器提供多個第一控制信號。電光調(diào)制電路耦接所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器及所述激光光源。電光調(diào)制電路將所述第一控制信號集成到所述光線以產(chǎn)生光信號。光纖耦接所述電光調(diào)制電路。所述電光調(diào)制電路將所述光信號提供至所述光纖。光電解調(diào)制電路耦接所述光纖，用以將所述光信號轉(zhuǎn)換并拆分為多個第二控制信號。多個量子比特耦接所述光電解調(diào)制電路。所述光電解調(diào)制電路將所述第二控制信號傳遞至對應(yīng)的所述量子比特。所述量子比特受控于對應(yīng)的所述第二控制信號。所述光電解調(diào)制電路及所述量子比特設(shè)置的環(huán)境溫度低于默認(rèn)溫度值。

3、基于上述，本發(fā)明實(shí)施例所述量子計算機(jī)和控制信號傳輸技術(shù)，利用多種光調(diào)制技術(shù)(如，頻分復(fù)用(frequency?division?multiplex，fdm)技術(shù)、波分復(fù)用(wavelengthdivision?multiplex，wdm)技術(shù)、極化復(fù)用(polarization?multiplex，pol-mux)技術(shù)及這些復(fù)用技術(shù)的混合)將大量的控制信號集成到作為信號載體的光線載波中，并以一條光纖作為傳輸線，從而達(dá)成傳輸作為控制大量量子比特的信號的量子計算機(jī)控制架構(gòu)。前述架構(gòu)可減少將熱能導(dǎo)入極低溫環(huán)境，方便于維持極低溫環(huán)境的隔熱。

技術(shù)特征：

1.一種用于量子計算機(jī)的控制信號傳輸裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制信號傳輸裝置，其特征在于，所述電光調(diào)制電路包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制信號傳輸裝置，其特征在于，所述光電解調(diào)制電路包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制信號傳輸裝置，其特征在于，所述電光調(diào)制電路包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制信號傳輸裝置，其特征在于，所述光電解調(diào)制電路包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制信號傳輸裝置，其特征在于，所述電光調(diào)制電路包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制信號傳輸裝置，其特征在于，所述電光調(diào)制電路包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制信號傳輸裝置，其特征在于，所述第一控制信號的數(shù)量為n乘以p個，n與p為正整數(shù)，

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制信號傳輸裝置，其特征在于，所述光電解調(diào)制電路包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制信號傳輸裝置，其特征在于，其中所述第一控制信號的數(shù)量為n乘以m個，n與m為正整數(shù)，

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制信號傳輸裝置，其特征在于，所述光電解調(diào)制電路包括：

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制信號傳輸裝置，其特征在于，其中所述第一控制信號的數(shù)量為m乘以p個，m與p為正整數(shù)，

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制信號傳輸裝置，其特征在于，所述光電解調(diào)制電路包括：

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制信號傳輸裝置，其特征在于，其中所述第一控制信號的數(shù)量為n乘以m乘以p個，n、m與p為正整數(shù)，

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的控制信號傳輸裝置，其特征在于，其中所述光電解調(diào)制電路包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種用于量子計算機(jī)的控制信號傳輸裝置。控制信號傳輸裝置包括激光光源、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、電光調(diào)制電路、光纖、光電解調(diào)制電路以及多個量子比特。激光光源提供光線。數(shù)模轉(zhuǎn)換器提供多個第一控制信號。電光調(diào)制電路將所述第一控制信號集成到所述光線以產(chǎn)生光信號。電光調(diào)制電路將所述光信號提供至所述光纖。光電解調(diào)制電路將所述光信號轉(zhuǎn)換并拆分為多個第二控制信號。光電解調(diào)制電路將所述第二控制信號傳遞至對應(yīng)的所述量子比特。所述量子比特受控于對應(yīng)的所述第二控制信號。所述光電解調(diào)制電路及所述量子比特設(shè)置的環(huán)境溫度遠(yuǎn)低于默認(rèn)溫度值。

技術(shù)研發(fā)人員：李哲豪,余偉銓,張博盛,陳孟萱
受保護(hù)的技術(shù)使用者：財團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8