[发明专利]量子滑梯及与非逻辑算法器件及其实现方法

权利要求书

1.一种量子滑梯，其特征在于，通过一排相邻格点间耦合系数经过特别调控的耦合链实现，包括：数个格点组成的耦合链，其中第i和i+1格点之间耦合系数为其中：a和M均为调控参数。

2.一种包含权利要求1所述量子滑梯的与非逻辑算法器件，其特征在于，包括：一个量子滑梯、一根干路跑道和控制结构组成结构层，每个量子滑梯的末端与干路跑道相连，该控制结构为至少一层二叉树结构，每个二叉树结构的末端选择性具有格点以表示输入值。

3.根据权利要求2所述的包含量子滑梯的与非逻辑算法器件，其特征是，所述的输入值是指：依顺序根据二叉树结构的末端选择性有无叶格点所确定的逻辑输入，有格点则为1，否则为0；仅当逻辑结果，即根据与非逻辑算法得到的根部格点值，为1时，高斯波包能够到达干路跑道的末端；

所述的输入值为2^N比特，其中：N为二叉树的层数。

4.一种实现上述任一权利要求所述具有量子滑梯及与非逻辑算法器件的方法，其特征在于，包括：在衬底材料中加工出具有与非门逻辑算法功能的波导阵列，然后利用量子滑梯生成高斯波包并通过树状结构层干路跑道进行传输，进而实现由树状结构确定的逻辑运算功能。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征是，所述的波导阵列，通过飞秒激光直写技术完成，通过上下调整飞秒激光的束腰位置实现竖直方向的控制和/或调整衬底的水平位置，从而实现在芯片的不同位置刻写的同时从下往上在透衬底的不同深度加工设计的波导阵列。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征是，所述的生成高斯波包，通过将光注入量子滑梯的第一个格点获得。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征是，所述的波导阵列的加工方法，为设置飞秒激光脉冲中心位于513nm，脉冲持续时间为290fs，重复频率为1MHz，使用数值孔径为0.55的透镜将飞秒激光聚焦在硼硅酸盐表面以下150～170μm处。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征是，所述的直写激光功率优选为230mw，直写速度为15mm/s。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征是，使用CCD拍摄从芯片输出的光子分布图像，并从图像中提取数据进行光分布分析进而调整参数以优化器件结构；

所述的光分布分析是指：定义跑道中C点到首端之间所有格点以及树结构中所有格点的光强分布之和为S_L，定义跑道中C点到末端之间所有格点的光强分布之和为S_R，若S_R>S_L，则结果为1，否则为0。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征是，所述的优化，以满足S_R与S_L的差值达到最大。