[发明专利]一种激光退火系统及激光退火方法

说明书

本申请公开了激光退火系统及激光退火方法，属于量子信息领域。针对执行量子芯片退火时，激光能量不稳定的问题，本申请提供的激光退火系统设置调制器调制发射激光的能量，然后利用分光器对能量调制后的激光束进行分光获得第一激光和第二激光，并且设置第一传感器采集第一激光的探测参数，再利用反馈控制器根据探测参数控制调制器调制所述发射激光以确保第二激光的能量为目标值。与本申请提供的激光退火系统相应的，本申请提供的激光退火方法通过先调制发射激光，然后对能量调制后的激光束进行分光获得第一激光和第二激光，并且采集第一激光的探测参数，再根据探测参数控制调制器调制所述发射激光以确保第二激光的能量为目标值。

技术领域

本申请属于量子信息领域，尤其是量子计算技术领域，特别地，本申请涉及一种激光退火系统及激光退火方法。

背景技术

量子计算是量子力学与计算机科学相结合的一种通过遵循量子力学规律、调控量子信息单元来进行计算的新型计算方式。它以微观粒子构成的量子比特为基本单元，具有量子叠加、纠缠的特性。通过量子态的受控演化，量子计算能够实现信息编码和计算存储，具有经典计算技术无法比拟的巨大信息携带量和超强并行计算处理能力。国际上正在探索的量子计算的物理系统包括离子阱、超导、超冷原子、极化分子、线性光学、金刚石色心、硅28中的电子或核自旋等方向。

在超导物理体系的量子计算中，量子比特是基于约瑟夫森结构建的TLS系统，为了提高量子比特的性能参数，常用激光器产生的高斯光束对约瑟夫森结进行退火，然而受限于激光器的稳定性以及传输光路中的变化，照射约瑟夫森结的激光的能量易产生波动，这种波动影响到退火的效果进而导致量子比特的性能参数发生不期望的改变。

发明创造内容

本申请的目的是提供一种激光退火系统及激光退火方法，以解决利用现有技术中的激光退火系统对量子芯片退火时，激光的能量易产生波动而影响到退火效果的问题。

本申请的一个方面提供了一种激光退火系统，包括用于承载量子芯片的退火平台、及用于产生发射激光的激光源，所述激光退火系统还包括：

调制器，用于调制所述发射激光以获得激光束；

分光器，用于将所述激光束分束形成传输至所述量子芯片的第二激光，以及传输路径与所述第二激光不同的第一激光；

第一传感器，用于采集所述第一激光的探测参数；以及

与所述第一传感器连接的反馈控制器，用于根据所述探测参数控制所述调制器调制所述发射激光以使所述第二激光的能量为目标值。

在本申请的一些实施方式中，所述激光源包括固体激光发射器。示例性的，所述固体激光发射器提供波长为532nm的发射激光。

在本申请的一些实施方式中，所述调制器为声光调制器、电光调制器、波片或者其他功率调节机构。示例性的，所述波片为半波长波片。

在本申请的一些实施方式中，所述第一传感器为光电传感器。示例性的，所述光电传感器为硅基光电传感器。

在本申请的一些实施方式中，所述探测参数与能量呈线性关系。示例性的，所述探测参数为能量参数或者电压参数。

在本申请的一些实施方式中，所述反馈控制器包括：

与所述第一传感器连接的A/D转换模块，用于将所述探测参数转换为数字信号；

与所述A/D转换模块连接的运算模块，用于接收所述数字信号和所述目标值，并根据所述目标值和所述数字信号生成对应的控制指令；以及

与所述运算模块和所述调制器均连接的控制模块，用于根据所述控制指令控制所述调制器调制所述发射激光。

在本申请的一些实施方式中，所述反馈控制器还包括：

交互模块，用于接收更改指令；以及