[发明专利]量子位解码设备、系统和方法

权利要求书

1.一种量子位解码设备，所述量子位解码设备被配置成接收具有用光子的属性编码的量子位qubit的所述光子，所述设备包括：

解调设备，所述解调设备包括：

光调制器，所述光调制器可配置成随机地将多个调制值之一应用于所述光子的所述属性，所述调制值被配置用于解码所述qubit；以及

光路由器，所述光路由器设置在所述光调制器之后并且被配置成根据所述qubit路由所述光子；

光延迟设备，所述光延迟设备包括：

光组合器；

从所述光路由器的第一输出端到所述光组合器的第一输入端的第一光路；

从所述光路由器的第二输出端到所述光组合器的第二输入端的第二光路，所述第二光路具有不同于所述第一光路的光路长度，以在所述第一光路和所述第二光路之间引入时间延迟；以及

检测设备，所述检测设备被配置成检测从所述光组合器接收的光子，并且可操作以确定检测到的光子是否相对于参考时间被延迟并根据所确定的时间延迟来确定所述qubit。

2.如权利要求1所述的设备，其中，所述检测设备进一步可操作以确定应用于所检测到的光子的相对于所述参考时间的所述时间延迟并根据所确定的时间延迟来确定所述qubit。

3.一种量子位解码系统，所述量子位解码系统被配置成接收具有分别用光子的多个属性编码的多个量子位qubit的所述光子，所述系统包括：

第一解码级，所述第一解码级包括：

第一光调制器，所述第一光调制器被配置成随机地将多个第一调制值之一应用于所述光子的所述多个属性中的第一属性，所述第一调制值被配置用于解码所述多个qubit中的第一qubit；以及

第一光路由器，所述第一光路由器被配置成根据所述多个qubit中的所述第一qubit路由所述光子；

输出解码级，所述输出解码级包括如权利要求1或权利要求2所述的多个量子位解码设备，所述多个量子位解码设备分别被配置成从所述第一光路由器接收所述光子，所述量子位解码设备被配置成解码用所述光子的所述多个属性中的第二属性编码的第二qubit，

其中，所述光子的所述第一属性和所述光子的所述第二属性是光子量子态的不同的不可交换的属性。

4.如权利要求3所述的系统，进一步包括设置在所述第一解码级和所述输出解码级之间的第三解码级，所述第三解码级包括多个第三光调制器，所述多个第三光调制器被配置成：取决于所述多个qubit中的所述第一qubit，从所述第一解码级接收所述光子；并将所述光子输出到所述输出解码级，所述第三光调制器被配置成随机地将多个第三调制值之一应用于所述光子的所述多个属性中的第三属性，所述第三调制值被配置用于解码所述多个qubit中的第三qubit，所述第三属性是所述光子量子态的第三个不同的不可交换的属性。

5.如权利要求3或权利要求4所述的系统，其中，所述光子量子态的所述不可交换的属性包括偏振、相位和自旋。

6.如权利要求3至5中任一权利要求所述的系统，其中，所述输出解码级的所述多个量子位解码设备在相应的第一和第二光路之间具有不同的相应的时间延迟，并且其中，所述多个量子位解码设备具有公共检测设备，所述公共检测设备被配置成检测从所述多个量子位解码设备中的任何量子位解码设备的光组合器接收的光子，并且其中，所述公共检测设备可操作以确定检测到的光子是否相对于参考时间被延迟了所述相应的时间延迟中的任一时间延迟并根据所确定的时间延迟来确定所述qubit。

7.一种通信网络节点，包括如权利要求1或权利要求2所述的量子位解码设备或如权利要求3至6中任一权利要求所述的量子位解码系统。

8.一种量子密钥分发系统，包括：

量子位编码设备，所述量子位编码设备被配置成用光子的至少一个相应的属性编码至少一个量子位；以及

如权利要求1或权利要求2所述的量子位解码设备或如权利要求3至6中任一权利要求所述的量子位解码系统。