[发明专利]基于量子纠缠传态的脊髓损伤神经信号中继系统及方法

权利要求书

1.一种基于量子纠缠传态的脊髓损伤神经信号中继系统，其特征在于，包括：

纠缠源制备器，用于产生纠缠光子对（2和3），即第一光子（2）和第二光子（3）；

光子接收器，包括光学成像装置和小孔光澜，用于接收由纠缠源制备器产生的纠缠光子，并将接收的纠缠光子对（2和3）进行成像；

采集模块，用于刺激受损细胞，获得受损神经元细胞的量子态|φ>₁，对受损细胞进行电压钳位，再测量脊髓损伤上断点J处的神经细胞通道开放产生的电量变化，得到受损神经元细胞的量子态|φ>₁；

测量模块，用于对第一光子（2）和受损的神经细胞态|φ>₁进行贝尔态测量，获得贝尔态1的量子态|φ⁺>₁₂、贝尔态2的量子态|φ^->₁₂、贝尔态3的量子态|ψ⁺>₁₂和贝尔态4的量子态|ψ^->₁₂；

经典通信模块，用于将贝尔态1的量子态|φ⁺>₁₂、贝尔态2的量子态|φ^->₁₂、贝尔态3的量子态|ψ⁺>₁₂和贝尔态4的量子态|ψ^->₁₂中的任意一个，从髓损伤上断点J传输到脊髓损伤下断点K处；

变换模块，用于对髓损伤上断点K处的第二光子（3）进行幺正变换，即可在髓损伤上断点K处获得受损的神经细胞态|φ>₁；

恢复模块，用于刺激脊髓损伤下断点k处的神经细胞态|φ>₁，恢复脊髓损伤神经信号的传递。

2.根据权利1所述的中继系统，其中纠缠源制备器，包括泵浦光、偏硼酸钡晶体和分束器；泵浦光打在偏硼酸钡晶体上，生成的光束通过分束器，产生一对纠缠光子对（2和3）。

3.根据权利1所述的的中继系统，其中经典通信模块，由收发器，数据采集装置和电源构成；数据采集装置在脊髓损伤上断点J处采集到贝尔态测量的结果，并通过经典传输介质传递给收发器。

4.一种基于量子纠缠传态的脊髓损伤神经信号中继方法，包括如下步骤：

1）在脊髓损伤上断点J和脊髓损伤下断点k处分别设置光子接收器；

2）利用泵浦光打在偏硼酸钡晶体上产生纠缠光子对（2和3），即第一光子（2）和第二光子（3），并将这两个纠缠光子分别发给脊髓损伤上断点J处和脊髓损伤的下断点k处的光子接收器；

3）刺激受损神经元细胞，使其状态发生改变，即由静息态变为兴奋态；再采用膜片钳方法，用特制玻璃微吸管吸附受损神经元细胞表面，对其进行电压钳位，测量脊髓损伤上断点J处的神经细胞通道开放产生的电量变化，得到受损神经元细胞的量子态|φ>₁；

4)利用受损神经元细胞态|φ>₁，对在脊髓损伤上断点J处的第一光子（2）的量子态进行一次贝尔态测量，得到处于最大纠缠态的四个贝尔态为贝尔态1的量子态|φ⁺>₁₂、贝尔态2的量子态|φ^->₁₂、贝尔态3的量子态|ψ⁺>₁₂和贝尔态4的量子态|ψ^->₁₂，并将该测量结果中的任意一个量子态传输给脊髓损伤的下断点k；

5)在脊髓损伤的下断点k处，根据所传输的量子态，对第二光子（3）进行相应的幺正变换，使得第二光子（3）处于受损神经元细胞的量子态|φ>₁上；

6)刺激脊髓损伤下断点k处的神经细胞，以向后端神经细胞释放神经递质，使受损神经元细胞的量子态|φ>₁从脊髓损伤上断点J处传递到脊髓损伤下断点K，恢复脊髓损伤神经信号的传递。