CN110050383A - 使用量子非破坏光子检测器检测单个微波光子 - Google Patents
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Abstract
本技术涉及微波检测装置。量子非破坏微波光子检测器(100)连接到正交微波混合耦合器(210)。色散非线性元件耦合到该正交微波混合耦合器。
Description
技术领域
本发明涉及超导电子装置，更具体地，涉及使用量子非破坏光子检测器对单个微波光子的高保真度阈值检测。
背景技术
在现有技术中，在光频域中，可靠的单个光子检测器、如光电倍增管、微波动能电感检测器和超导纳米线单个光子检测器被广泛用于各种实验和应用中。然而，这些装置的一个缺点是它们破坏(即吸收)它们检测到的光子。相反，在微波域，即千兆赫兹(GHz)范围内，可靠和实用的单个光子检测器仍在研究和开发中。
发明内容
根据一个或多个实施例，提供了一种微波检测装置。微波检测装置包括量子非破坏微波光子检测器、连接到量子非破坏微波光子检测器的正交微波混合耦合器以及耦合到正交微波混合耦合器的色散非线性元件。
根据一个或多个实施例，提供了一种形成微波检测装置的方法。该方法包括提供量子非破坏微波光子检测器，提供连接到量子非破坏微波光子检测器的正交微波混合耦合器，并提供耦合到正交微波混合耦合器的色散非线性元件。
根据一个或多个实施例，提供了一种检测微波光子的方法。该方法包括通过正交微波混合耦合器接收来自量子非破坏微波装置的反射微波信号。而且，该方法包括基于色散非线性元件处于电压状态来确定微波光子的存在。色散非线性元件耦合到正交微波混合耦合器。
根据一个或多个实施例，提供了一种检测微波光子不存在的方法。该方法包括通过正交微波混合耦合器接收来自量子非破坏微波装置的反射微波信号。而且，该方法包括基于色散非线性元件处于零电压状态来确定微波光子的不存在。色散非线性元件耦合到正交微波混合耦合器。
在实施例中，正交微波混合耦合器包括四个端口，其中四个端口中的一个耦合到量子非破坏微波光子检测器，并且四个端口中的另一个耦合到色散非线性元件。
附图说明
图1A是根据一个或多个实施例的微波装置的示意图。
图1B是根据一个或多个实施例的泵浦端口所见(或受其影响)的微波装置的泵浦等效电路的示意图。
图1C是根据一个或多个实施例的量子信号端口所见的微波装置的信号等效电路的示意图。
图2是根据一个或多个实施例的系统的示意图。
图3是根据一个或多个实施例的描绘当没有光子输入信号时的操作的系统的示意图。
图4是根据一个或多个实施例的描绘当存在光子输入信号时的操作的系统的示意图。
图5是根据一个或多个实施例的描绘原位(in-situ)单个微波光子检测的系统的示意图。
图6是根据一个或多个实施例的描绘原位单个微波光子检测的系统的示意图。
图7是根据一个或多个实施例的描绘无输入信号光子的系统的示意图。
图8是根据一个或多个实施例的表征图7中的非破坏光子检测器的效果的图表。
图9是根据一个或多个实施例的描绘输入信号光子的接收的系统的示意图。
图10是根据一个或多个实施例的表征图9中的非破坏光子检测器的效果的图表。
图11是根据一个或多个实施例的描绘在正交微波混合耦合器中利用波干涉的系统的示意图。
图12是根据一个或多个实施例的描绘在正交微波混合耦合器中利用波干涉的系统的示意图。
图13是根据一个或多个实施例的形成阈值检测微波检测装置的方法的流程图。
图14是根据一个或多个实施例的检测微波光子的方法的流程图。
图15是根据一个或多个实施例的检测微波光子不存在的方法的流程图。
具体实施方式
这里参考相关附图描述了各种实施例。在不脱离本文件的范围的情况下，可以设计替代实施例。注意，在以下描述和附图中，在元件之间阐述了各种连接和位置关系(例如，上方，下方，相邻等)。除非另有说明，否则这些连接和/或位置关系可以是直接的或间接的，并且不旨在限制这方面。因此，实体的耦合可以指直接或间接耦合，并且实体之间的位置关系可以是直接或间接的位置关系。作为间接位置关系的示例，在层“B”上形成层“A”的提及包括其中一个或多个中间层(例如，层“C”)在层“A”和层“B”之间的情况，只要层“A”和层“B”的相关特性和功能在实质上不被中间层改变。
光子是一种基本粒子，它是一种光量子以及所有其他形式的电磁辐射。光子携带与辐射频率成比例的能量，并且具有零静止质量(rest mass)。检测单个微波光子是个挑战的一个原因是因为单个微波光子的能量非常小。微波域中的光子的能量，例如1-10千兆赫(GHz)的范围，比可见光光子的能量小至少104倍。
电路量子电动力学(cQED)是实现基于超导微波电路的量子计算机的领先架构之一。它采用由非线性超导装置制成的人造原子，称为量子位(qubits)，它们分散地耦合到微波谐振器，即量子位和谐振器的频率失谐。作为一个示例，每个超导量子位可以包括一个或多个约瑟夫森结，所述约瑟夫森结由与所述结并联的电容器分流。量子位电容耦合到二维(2D)平面波导谐振器或三维(3D)微波腔。与量子位相关联的电磁能存储在约瑟夫森结中以及形成量子位的电容和电感元件中。目前，主要关注的是改善量子位的寿命，以便在信息由于量子位的退相干而丢失之前进行计算(即，操作和读出)。
在cQED架构中将超导量子位分散耦合到微波谐振器会加载谐振器并使其谐振频率取决于量子位的量子态(即，取决于量子位是在接地还是兴奋状态，谐振器的谐振频率是不同的)。通过将具有少量光子的微波信号发送到谐振器频率附近的cQED，并测量携带关于量子位状态的信息的输出微波场的幅度和/或相位，该属性能够实现量子位状态的量子非破坏测量。因此，工作和可靠的单个光子检测器在微波域中的一个潜在应用是能够在稀释制冷机内测量这种弱输出信号(即，检测量子位状态)，而不需要使用通常在现有技术中使用以便执行这样的测量的高增益、低噪声以及高隔离输出链。
一个或多个实施例提供用于检测光子的不存在或存在的非破坏阈值检测方案。阈值检测光子检测器/系统包括基于交叉克尔效应的非破坏单个微波光子检测器、对称3dB耦合器(90°混合)、隔离器/衰减器、匹配电路/网络和直流电流偏置约瑟夫森结。阈值检测光子检测器/系统是用于检测单个微波光子的微波装置。实施例被配置为1)检测微波域中的特定带宽内的单个光子(即，在千兆赫兹(GHz)范围内，例如1-20GHz范围内)，以及2)以非破坏方式执行光子检测，即不破坏(或吸收)被检测的光子。
现在转到本发明的各方面，图1A是根据一个或多个实施例的微波装置100的示意图。微波装置100包括用于泵浦驱动的四分之一波长谐振器102和用于量子信号的四分之一波长谐振器104。泵浦谐振器102的一端连接到耦合电容器106A，并且耦合电容器106A连接到泵浦馈线/传输线。泵浦馈线连接到泵浦端口111和/或泵浦端口111在泵浦馈线上。泵浦馈线接收来自微波发生器或泵浦源的微波泵浦信号305(即，强微波音调)。泵浦谐振器102的另一端连接到色散非线性元件，例如约瑟夫森结(JJ)110，并以泵浦频率连接到半波长短截线120A。泵浦谐振器102、JJ 110和短截线120A的连接可以被指定为节点A。在节点A的对面，短截线120A在开路(O.C.)处终止。
在微波装置100中，四分之一波长信号谐振器104的一端连接到耦合电容器106B，并且耦合电容器106B连接到信号馈线/传输线。信号馈线连接到信号端口113和/或信号端口113在信号馈线上。信号馈线被配置为从量子装置接收微波量子信号405，即，被测量/测试的微波信号。量子装置可以是量子位、耦合到量子位的腔/谐振器、光子源、量子位谐振器系统等。信号谐振器104的另一端连接到JJ 110并以泵浦频率连接到半波长短截线120B。信号谐振器104、JJ 110和短截线120B的连接可以被指定为节点B。在节点B的对面，短截线120B作为短路终止，因为对于微波信号的应用来说，接地的作用类似于短路。信号馈线可以连接到量子装置。
泵浦谐振器102具有基本模式，其可以被称为泵浦模式或泵浦谐振模式。泵浦谐振器102的泵浦模式具有谐振频率，其可以被称为泵浦谐振频率fP。泵浦谐振器102的泵浦模式具有波长λP，其中λP＝c’/fP并且c’是在泵浦谐振器102的实施中使用的传输线或波导中的光速。施加到泵浦谐振器102的微波泵浦信号305是强相干谐振音调(即，其频率与泵浦谐振器102的谐振频率匹配)。泵浦谐振器102设计成具有对应于λp/4的长度，该长度是泵浦信号波长的四分之一。短截线120A和120B各自设计成具有对应于λp/2的长度，该长度是泵浦信号305的波长的一半。
信号谐振器104具有基本模式，其可以被称为信号模式或信号谐振模式。信号谐振器104的信号模式具有谐振频率，其可以被称为信号谐振频率fS。输入到信号谐振器的量子微波信号405是具有少量单个光子的弱谐振音调，其频率fS与信号模式的谐振频率匹配。信号谐振器104的信号模式具有波长λS，其中λS＝c’/fS并且c’是在装置的实现中使用的传输线或波导中的光速。信号谐振器104被设计成具有对应于λS/4的长度，该长度是量子信号405的波长的四分之一。
微波装置100具有在泵浦谐振器102的(泵浦)谐振频率和信号谐振器104的(信号)谐振频率之间的频率条件。频率条件是，泵浦谐振器102的泵浦谐振频率fP等于信号谐振器104的信号谐振频率fS的两倍。换句话说，频率条件是fP＝2·fS。因此，施加的泵浦信号305具有频率fP，其是量子信号405的频率fS的两倍。
微波装置100(和/或通过泵浦信号305和量子信号405的操作)被配置成使得它可以通过有效哈密顿量(没有驱动和馈线) 来描述，其中表示泵浦谐振模式项(模拟为谐振振荡器，以作为泵浦谐振模式的修整(dressed)谐振频率)，表示信号谐振模式项(模拟为谐波振荡器，以作为信号谐振模式的修整谐振频率)，表示装置的自克尔非线性，表示装置的交叉克尔非线性。此外，K是自克尔常数(即，每光子的克尔频移)，并且K′是交叉克尔常数(即，每光子的交叉克尔频移)。另外，NP是泵浦模式的光子数运算符(其特征值是泵浦谐振模式中的光子数)，其中NS是信号模式的光子数运算符(其特征值是信号谐振模式中的光子数，其中并且其中h是普朗克常数。而且，ap与as是量子运算符(即，与泵浦和信号谐振模式相关联的湮灭(annihilation)运算符)。注意，有时在该文档中，符号Np、Ns可用于表示数字运算符的特征值，而不是数字运算符本身。还应注意，本领域技术人员可以容易地从上下文中进行区分。
图1B是根据一个或多个实施例的泵浦端口111所见(或受其影响)的微波装置100的泵浦等效电路的示意图。除了说明泵浦端口111看到的内容之外，图1B同时示出了在泵浦谐振频率fP处由输入泵浦信号305看到的电路。因此，关于泵浦端口111的讨论适用于输入泵浦信号305。
在泵浦等效电路中，图1B示出了经由耦合电容器106A耦合到泵浦谐振器102的传输线部分的泵浦馈线(包括泵浦端口111)，以及经由约瑟夫森结110连接到地的泵浦谐振器的传输线部分的另一端。为了解释这个等效电路，注意：1)用作阻抗变换器的短截线120A作为开路终止，其长度对应于泵浦信号305的波长的一半，因此，节点A在泵浦频率处看到开路，并且2)用作阻抗变换器的短截线120B作为短路终止，其长度对应于泵浦信号305的波长的一半，因此节点B在泵浦频率看到短路。
该泵浦等效电路的一个有益结果是它表明泵浦谐振模式没有看到信号谐振器104(即，不受信号谐振器104影响)。换句话说，泵浦谐振器102与信号谐振器104隔离。另一个有益结果是与泵浦谐振模式相关联的RF电流Ip在约瑟夫森结110的位置处具有反节点。
图1C是根据一个或多个实施例的量子信号端口113所见的微波装置100的信号等效电路的示意图。除了说明信号端口113看到的内容之外，图1C同时示出了由输入量子信号405在信号谐振频率fS处看到的等效电路。因此，关于信号端口113的讨论适用于输入量子信号405。
在由信号端口看到的微波装置100的等效电路中，图1C示出了经由耦合电容器106B耦合到信号谐振器104的传输线部分的信号馈线(包括信号端口113)，以及经由约瑟夫森结110连接到地信号谐振器104的传输线部分的另一端。因为泵浦频率的频率条件是fP＝2·fS(泵浦谐振器102的基本谐振模式对应于泵浦频率fP，而信号谐振器104的基本谐振模式对应于信号频率fS)，信号端口113(信号谐振频率fS处的量子信号405)看到泵浦端口111的相反方向。
在这种情况下(即，信号端口的情况)，用作阻抗变换器的短截线120B由短路终止，并且其长度对应于量子信号405的波长的四分之一，因此节点B在信号谐振频率fS处看到开路。类似地，用作阻抗变换器的短截线120A由开路终止，并且其长度对应于信号波长的四分之一，因此节点A在信号频率fS处看到短路。
该信号等效电路的一个有益结果是它表明信号谐振模式没有看到泵浦谐振器102。换句话说，信号谐振器104与泵浦谐振器102隔离。另一个有益的结果是与信号谐振模式相关联的RF电流Is在约瑟夫森结110的位置处具有反节点。
值得注意的是，基于1B和1C，1)泵浦谐振器102(忽略耦合电容器和馈线)包括经由约瑟夫森结110短接到地的在泵浦频率fP处的四分之一波长传输线，以及2)信号谐振器104(忽略耦合电容器和馈线)包括经由约瑟夫森结110短接到地的在信号频率fS处的四分之一波长传输线。
微波装置100被配置为将两个微波谐振模式(即，泵浦谐振模式和信号谐振模式)耦合到公共色散非线性元件，即约瑟夫森结110。微波装置100被配置为使用一个模式、即泵浦谐振频率fP下的泵浦模式作为光子数检测器来检测在第二模式、即信号谐振频率fS下的量子信号模式中存在的光子。在微波装置100中，信号模式的信号谐振频率fS对应于要检测和/或计数的微波光子的微波频率。
通过在泵浦谐振频率fP下使用强相干微波音调(即，泵浦信号305)来驱动(泵浦谐振器102的)泵浦模式，微波装置100被配置为在约瑟夫森结110中产生交叉克尔非线性效应，其导致泵浦和信号模式之间(并且因此在泵浦谐振频率fP处的泵浦信号305和信号谐振频率fS处的量子信号405之间)的非线性相互作用。作为这种交叉克尔效应的结果，微波装置100被配置成使得泵浦模式的泵浦谐振频率fP变得依赖于在频率fS处的信号谐振模式中的光子数量，反之亦然。
微波装置100被配置成使得通过监视在频率fP处的反射泵浦信号305′的相位，测量/分析装置(未示出)可以在量子非破坏测量中检测在信号模式下的信号光子的存在或不存在(即，基于反射泵浦信号305′中的相移的大小，在频率fS处检测量子信号405中信号光子的存在或不存在)。因此，微波装置100可以用作非破坏微波光子检测器和计数器。通过在泵浦模式的谐振频率中引入频移，微波装置100既不吸收也不破坏量子信号405中的信号光子。相反，在经由约瑟夫森结110与装置100中的泵浦信号305相互作用之后，量子信号405′在信号馈线处被微波装置100反射。
应注意，除了在反射中测量并在上面详细解释的泵浦和信号模式之外，微波装置100还具有两个共同的谐振模式，其可以在泵浦和信号端口之间的传输中测量。然而，这些共同的谐振模式在上述信号-泵浦相互作用中不起作用，并且具有与泵浦和信号谐振模式相差很远的频率(因此如果需要可以滤除)。例如，对于具有大约16GHz的泵浦谐振频率和大约8GHz的信号谐振频率的装置，预期该装置的共同模式在大约3GHz和13GHz处共振。
可以从设备描述中容易地推断出的微波设备100的两个有益优点如下：1)能够检测信号光子的强泵浦驱动(即，泵浦信号305)通过与所检测的弱信号(例如，量子信号405)不同的端口注入；2)泵浦和信号模式彼此完全隔离(由于使用短截线120A和120B)。它们仅通过连接它们各自的谐振器102和104的JJ 110相互作用。因此，通过设计，泵浦和信号端口111和113之间不应存在任何直接的功率泄漏。
现在转向用于检测光子的不存在或存在的非破坏阈值检测方案的概述，讨论装置电路的一般视图(如图2所示)。阈值检测光子检测器/系统包括基于交叉克尔效应的非破坏单个微波光子检测器、对称3dB耦合器(90°混合)、隔离器/衰减器、匹配电路/网络和直流电流偏置约瑟夫森结。
非破坏单个微波光子检测器的主要要求如下：1)单个光子水平的强交叉克尔效应，2)信号和泵浦模式之间的空间和光谱分离，3)泵浦和信号端口之间的充分隔离。这种装置的一个例子是图1A、1B和1C中的非破坏单个微波光子检测器100。该方案依赖于离开混合耦合器输入端的反射泵浦信号之间的波干涉(即，非破坏微波光子检测器100的泵浦端口和由开路终止的混合器的第二输出)，以便根据信号光子的存在或缺乏，通过在混合耦合器的两个输出中的一个处的相长干涉(constructive interference)产生大的微波信号。在没有输入信号光子的情况下，泵浦谐振频率与泵浦驱动频率一致。因此，离开非破坏光子检测器100的泵浦端口的反射泵浦信号与连接到JJ的混合器输入端处离开混合耦合器的开放端侧的反射泵浦信号相消干涉，从而使JJ处于零电压状态。然而，在存在信号光子(进入非破坏光子检测器100的信号端口)的情况下，泵浦谐振频率偏移大于带宽，导致离开泵浦端口的反射泵浦驱动的相位获得+/-180度的相移，这反过来导致通过连接到JJ的混合器输入处的相长干涉产生大的反射泵浦信号，从而将JJ驱动到电压状态(可以可靠地测量和检测)。大于带宽的偏移是指设备工作点处的泵浦谐振器的带宽。
现在转向更详细的视图，图2是根据一个或多个实施例的系统200的示意图。图2包括由虚线描绘的阈值检测光子检测器/系统205。阈值检测光子检测器205是微波装置，其被配置为使用量子非破坏微波光子检测器100提供单个微波光子的高保真度阈值检测。阈值检测光子检测器/系统205处于低温装置中，例如稀释制冷机。另外，整个系统200也可以在低温设备中。
基于交叉克尔非线性的量子非破坏微波光子检测器100的有效哈密顿量由下式给出：尽管为了简明起见，在图2中省略了量子非破坏微波光子检测器100的细节，但应理解，量子非破坏微波光子检测器100包括如本文所讨论的细节。在一个实施方式中，如本领域技术人员所理解的，量子非破坏微波光子检测器100可以由配置成如本文所讨论的那样操作的另一个非破坏微波光子检测器代替。
阈值检测光子检测器205还包括连接到量子非破坏微波光子检测器100的正交微波混合耦合器210和匹配电路/网络220。在一个实现中，隔离器215A可以可选地插入在正交微波混合耦合器210和匹配网络220之间。在一个实现中，隔离器215A可以用电阻衰减器代替，以防止多次反射。另外，系统/设备205可以在芯片上实现，特别是当隔离器215A由片上衰减器代替时。在另一实现中，没有隔离器215A，并且在这种情况下，阈值检测光子检测器205可以依赖于JJ 250中的大微波信号的耗散来防止多次反射。此外，在阈值检测光子检测器205中，匹配网络220连接到JJ 250。匹配网络220可以是阻抗变换器，其被配置为将隔离器215A和/或正交微波混合耦合器210的阻抗匹配到JJ 250的阻抗。测量装置255并联连接到JJ 250，以测量JJ 250上的电压降。在一种实现中，测量装置255可以是阈值检测光子检测器205的一部分或集成在其中。在另一种实现中，测量装置255与阈值检测光子检测器205分离。
系统200包括连接到另一个隔离器215B的光子源235，并且隔离器215B连接到阈值检测光子检测器205的量子非破坏微波光子检测器100。此外，系统205包括连接到隔离器215C的微波泵浦信号230，隔离器215C连接到正交微波混合耦合器210的一个端口。正交微波混合耦合器210是4端口装置。出于解释目的而非限制，4个端口被标识为端口1、2、3和4。
隔离器215B和隔离器215C是可选的。在一种实现中，隔离器215B和215C可以由循环器代替。
系统200可以包括控制器280。控制器280经由反馈回路连接到测量装置255和光子源(量子位谐振器)235。控制器280可以是替换和/或集成测量装置255的电子电路，使得控制器280被配置为提供电压测量。控制器280可以包括处理单元、存储器和存储器中的计算机可执行指令。当光子源235是量子位-谐振器系统时，控制器280可以控制和/或与微波源集成，以便基于JJ 250的电压测量使微波信号被发送到量子位-谐振器。
图3是系统200的示意图，其描绘了根据一个或多个实施例的当没有光子的输入信号时的操作。特别地，图3示出了一种情况，其中非破坏光子检测器100被微波泵浦信号305共振偏置，并且没有量子信号405输入到非破坏光子检测器100。
在图3中，在泵浦频率fP的微波泵浦信号305从泵浦源230通过隔离器215C传输到正交微波混合耦合器210的端口2。正交微波混合耦合器210是90°混合耦合器。因此，在正交微波混合耦合器210中，微波泵浦信号305的1/2被分离并通过端口1和3输出。正交微波混合耦合器210的端口3连接到开路，并且微波泵浦信号305的1/2从正交微波混合耦合器210传输到开路。随后，微波泵浦信号305作为反射泵浦信号305'从开路反射回正交微波混合耦合器210的端口3。
关于端口1，微波泵浦信号305的1/2被从正交微波混合耦合器210传输到泵浦端口111处的量子非破坏微波光子检测器100。量子非破坏微波光子检测器100被配置成将微波泵浦信号305的1/2作为反射微波泵浦信号305'的1/2反射回。
在图3中，当没有量子(微波)信号405(即，没有光子，因此NS＝0)被施加到量子非破坏微波光子检测器100的信号端口113时，泵浦谐振器102保持在谐振，这意味着泵浦谐振频率是fP，泵浦信号305以频率fP传输。当没有信号频率为fS的量子(微波)信号405从光子源235传输到量子非破坏微波光子检测器100时，因为NS项等于0，所以基于交叉克尔非线性的量子非破坏微波光子检测器100的有效哈密顿量由下式给出：
正交微波混合耦合器210被配置为在端口1处接收从量子非破坏微波光子检测器100发送的微波泵浦信号305'，并在端口3处接收从开路发送的微波泵浦信号305'。因为泵浦信号305与泵浦谐振器102保持谐振(即，泵浦信号305的频率与泵浦谐振器102的泵浦谐振频率fP相同)，所以大的反射泵浦信号305'(由大箭头指示)通过正交微波混合耦合器210的端口2在朝向泵浦源230的方向上传输回传输线。然而，没有反射泵浦信号通过正交微波混合耦合器210的端口4传输到隔离器215A。应当注意，即使可忽略量的反射泵浦信号从正交微波混合耦合器210的端口4输出到隔离器215A，也没有额外的功率(或微不足道的量)被传输到JJ 250。可能到达JJ 250的可忽略量的反射泵浦信号或功率的示例可以小于0.1毫微微瓦(fW)或小电流，这是不会导致电压降的小电流/功率的示例。因为没有反射泵浦信号(或不显著的量)从微波混合耦合器210的端口4传输到JJ 250，所以JJ 250保持在也称为零电压状态的过电流状态。如本领域技术人员所理解的，当在JJ 250中流动的电流小于临界电流IC时，JJ上的电压降为零。在一个实现中，JJ 250可由来自例如低噪声DC电流源的DC电流IBIAS偏置。偏置时，DC电流IBIAS小于过流/临界电流IC。
测量装置255用于测量JJ 250上是否存在电压降。当测量装置255确定电压降为零(V＝0)时，则V＝0表示没有信号光子进入装置，并且JJ 250处于由控制器280识别的零电压状态/过电流状态。然而，当测量装置255确定电压降不等于零(V≠0)时，则V≠0表示JJ 250处于电压状态(由控制器280识别)，因为额外的射频电流(不同于IBIAS)流过JJ 250，如图4中进一步讨论的。
因此，阈值检测光子检测器/系统205被配置为检测何时满足阈值以引起JJ 250上的电压降，其中没有电压降意味着不存在微波光子(即，没有光子从光子源235发射或进入信号谐振器104)，其中电压降意味着存在微波光子(即，光子经由量子微波信号405从光子源235发射并进入信号谐振器104)。
图4是系统200的示意图，其描绘了根据一个或多个实施例的当存在光子的输入信号时的操作。在这种情况下，图4示出了一种情况，其中(量子信号405的)输入信号光子使在非破坏光子检测器100中的泵浦谐振器102的泵浦谐振频率fP频移，从而使得泵浦驱动/泵浦信号305变为非谐振(当先前相同的泵浦信号305为谐振时)。在非破坏光子检测器100中的泵浦谐振器102的泵浦谐振频率fP的频移是由输入到非破坏光子检测器100的频率fS下的量子信号405引起的。由于泵浦谐振器102的泵浦谐振频率fP由量子信号405频移，这导致从非破坏光子检测器100发送到正交微波混合耦合器210的反射泵浦信号305'中的相移。结果，正交微波混合耦合器210被配置为使得大的反射泵浦信号405从端口4输出。关于相移的更多内容在图9、10和12中讨论。这个大的反射泵浦信号305'通过隔离器215A和匹配网络220传输到JJ 250。由于JJ 250接收到大的反射泵浦信号305，JJ250从零电压状态/过电流状态移动到电压状态，并且测量装置255(和/或控制器280)确定电压降不等于零(V≠0)，从而指示存在光子(即，一个或多个光子已经从光子源235发射)。
下面提供示例场景以说明图4(其中量子信号405中的至少一个微波光子从光子源235传输到非破坏光子检测器100)与图3(其中没有量子信号405从光子源235传输到非破坏光子检测器100)中的差异。在图4中，泵浦频率为fP的微波泵浦信号305从泵浦源230通过隔离器215C传输到正交微波混合耦合器210的端口2。由于正交微波混合耦合器210是90°混合耦合器，微波泵浦信号305的1/2被分离并通过端口1和3输出。正交微波混合耦合器210的端口3连接到开路，使得微波泵浦信号305被传输到开路并作为反射泵浦信号305′从开路反射回来。关于端口1，微波泵浦信号305在泵浦端口111处从正交微波混合耦合器210传输到量子非破坏微波光子检测器100。量子非破坏微波光子检测器100被配置为将微波泵浦信号305作为反射微波泵浦信号305′反射回来。
当量子(微波)信号405被施加到量子非破坏微波光子检测器100的信号端口113上、表示存在光子(NS＞0)时，泵浦谐振器102的基本谐振频率发生偏移，这意味着泵浦谐振频率fP被移位到不同的值，并且泵浦信号305的频率与泵浦谐振器102的泵浦谐振频率fP不匹配(或不再匹配)。
因为信号频率为fS的量子(微波)信号405从光子源235发射到量子非破坏微波光子检测器100，因为Ns大于0，所以基于交叉克尔非线性的量子非破坏微波光子检测器100的有效哈密顿量由下式给出：
正交微波混合耦合器210被配置为在端口1处接收从量子非破坏微波光子检测器100发送的反射微波泵浦信号305′并且在端口3处接收从开路发送的反射微波泵浦信号305′。因为泵浦信号305的频率不与泵浦谐振器102的泵浦谐振频率fP谐振或不再谐振，所以大的反射泵浦信号305′(由大箭头表示)经由隔离器215A和匹配网络220从正交微波混合耦合器210的端口4传输到JJ 250。在JJ 250处接收的大反射泵浦信号305′在JJ 250处产生相对大量的功率，其将JJ 250切换到电压状态，其中，测量装置255检测到电压降(即，电压值)。在一个实现中，可以用来跨过阈值以便将JJ 250切换到电压状态的功率或电流的示例可以是0.1nW(纳瓦)。在另一个实现中，将功率或电流作为阈值以将JJ 250切换到电压状态的示例可为10pW(皮瓦)。
从零电压状态/过电流状态切换到电压状态指示经由测量装置255检测到光子。因此，阈值检测光子检测器/系统205被配置为，通过检测到已经满足阈值以在JJ250上引起电压降来确定存在微波光子(即，经由量子微波信号405从光子源235发射光子)。
然而，在图4中，没有反射微波泵浦信号305'从正交微波混合耦合器210的端口2发送回泵浦源230。这是因为先前发送到泵浦谐振器102的泵浦信号305是非谐振的。
图5是根据一个或多个实施例的描绘原位单个微波光子检测的系统200的示意图。图6是根据一个或多个实施例的描绘原位单个微波光子检测的系统200的示意图。图。图5和6是示出检测过程的系统200的局部视图。图5是NS＝0的无光子情况的示例，而图6是NS>0的信号光子情况的示例。通过测量图6中JJ 250上的电压的尖峰或在图5中的缺少尖峰，操作者(或控制器280)可以分别在原位(在低温设备内，例如稀释制冷机)确定输入信号光子的存在(电压尖峰)或不存在(没有电压尖峰)。
图7是根据一个或多个实施例的描绘没有输入信号光子的系统200的示意图。图7仅是系统200的局部视图，示出了连接到非破坏光子检测器100的传输线上的信号。图8是根据一个或多个实施例的表征图7中的非破坏光子检测器100的效果的曲线图800。在这种情况下，非破坏光子检测器100在图7中被谐振偏置，并且没有输入信号光子来改变泵浦谐振频率fP。因此，微波泵浦信号305以与泵浦谐振频率fP匹配的频率发送，使得在没有量子信号405输入到非破坏光子检测器100的条件下，(从非破坏光子检测器100发送的)反射泵浦信号305'不会发生相对于入射泵浦信号305的相位的相移(0°相移)。这也由图8中的曲线图800中的泵浦谐振器102的泵浦谐振曲线805示出。
图9是根据一个或多个实施例的系统200的示意图，其描绘了经由量子微波信号405接收输入信号光子。图9仅是系统200的局部视图，示出了连接到非破坏光子检测器100的传输线上的信号。图10是根据一个或多个实施例的表征图9中的非破坏光子检测器100的效果的曲线图1000。在这种情况下，非破坏光子检测器100被谐振偏置，但是输入信号光子的存在(通过微波信号405)将泵浦谐振器102的泵浦谐振频率fP移位Δfp＝K′Ns/2π，其中Δfp表示泵浦谐振频率fP的频移。
因此，微波泵浦信号305以与泵浦谐振频率fP不匹配的频率传输，使得在量子信号405输入到非破坏光子检测器100的条件下，泵浦信号305具有0°相位并且(从非破坏光子检测器100传输的)反射泵浦信号305′具有-180°相位。这也通过图10中的曲线图1000中在泵浦信号的频率下泵浦谐振器102的在原始泵浦谐振曲线805相对于移位谐振曲线905之间的反射泵浦信号305′的相位的-180°相移来示出。对于反射泵浦信号305′，该相移至-180°使得JJ 250转变为电压状态(即，V≠0)。
在图11和12中讨论了如何在阈值检测光子检测器/系统205中利用反射泵浦信号305′的相位的进一步细节。图11是根据一个或多个实施例的系统200的示意图，其描绘了在正交微波混合耦合器210中利用反射泵浦信号的相位。图11仅是系统200的局部视图，示出了信号305、305′相对于正交微波混合耦合器210的相移的关系，并进一步描绘了信号305、305′、信号表示305_1、305_1′、305_2、305_2′用于解释目的。图11示出了缺少输入信号光子导致大泵浦驱动从量子非破坏检测器向泵浦源230反射的情况。
现在，转到图11中的细节，在0°相位和频率fP处的大泵浦信号305被输入到正交微波混合耦合器210的端口2中，并且宽箭头表示大信号。因为正交微波混合耦合器210是90°混合耦合器，所以正交微波混合耦合器210被配置为将大泵浦信号305分成1/2，使得微波泵浦信号305_1以0°相位通过端口1输出并且微波泵浦信号305_2以90°的相位通过端口3输出。因为正交微波混合耦合器210的端口3连接到开路，所以相位90°的微波泵浦信号305_2作为相位270°的反射泵浦信号305_2′(从开路)被反射回到端口3。相对于端口1，相位0°的微波泵浦信号305_1从正交微波混合耦合器210的端口1发送到泵浦端口111处的量子非破坏微波光子检测器100。由于泵浦信号305_1的频率与泵浦谐振器102的泵浦谐振频率fP匹配，量子非破坏微波光子检测器100被配置为将0°相位的微波泵浦信号305_1作为0°相位的反射微波泵浦信号305_1′反射回正交微波混合耦合器210的端口1。
此时，正交微波混合耦合器210将相位0°的反射微波泵浦信号305_1′接收到端口1，并且将相位270°的反射微波泵浦信号305_2′接收到端口3中。因为正交微波混合耦合器210被构造成将输入信号分成1/2，将相位增加90°，当其在交叉方向上输出输入信号时，正交微波混合耦合器210被配置为将反射微波泵浦信号305_1'的1/2(先前在0°相位并且已经在端口1输入)输出到端口4，相位增加90°(即，0°+90°＝90°)(由于交叉方向)，使得反射微波泵浦信号305_1'以相位90°离开端口4。另外，正交微波混合耦合器210被配置为将反射微波泵浦信号305_1'的1/2(先前处于0°相位并且已经在端口1处输入)输出到端口2，相位在水平方向上增加0°(即，0°+0°＝0°)，使得反射微波泵浦信号305_1'以0°相位离开端口2。
对于以相位270°进入端口3的反射泵浦信号305_2'，正交微波混合耦合器210被配置为将反射微波泵浦信号305_2'的1/2(先前在270°相位并且已经在端口3处输入)输出到端口2，由于交叉方向，相位增加90°(即270°+90°＝360°)，使得反射微波泵浦信号305_2'以相位360°离开正交微波混合耦合器210的端口2。另外，正交微波混合耦合器210被配置为将反射微波泵浦信号305_2'的1/2(先前在相位270°并且已经在端口3处输入)输出到端口4，因为水平方向，相位增加0°(即，0°+270°＝270°)，使得反射微波泵浦信号305_2'以相位270°离开正交微波混合耦合器210的端口4。
在传输线上朝向泵浦源230返回的是相位0°的反射微波泵浦信号305_1'和相位360°的反射微波泵浦信号305_2'，并且由于波干涉，处于相位0°的信号305_1'与处于相位360°的信号305_2'相长地相加/组合以产生在相位0°的大反射泵浦信号1105。大反射泵浦信号1105与图3中的大反射泵浦信号305'相同。
然而，在传输线上朝向JJ 250返回的是相位90°的反射微波泵浦信号305_1'和相位270°的反射微波泵浦信号305_2'，并且由于波干涉，相位90°的信号305_1'与相位270°的信号305_2'相消性地相加/组合以相消地不产生信号。因此，JJ 250没有从零电压状态转换到电压状态，因此(通过控制器280)确定没有检测到微波光子。图11示出了在图2、3、5、7和8中所讨论的阈值检测光子检测器/系统205的操作。
图12是根据一个或多个实施例的系统200的示意图，其描绘了在正交微波混合耦合器210中利用反射泵浦信号的相位。图12仅是系统200的局部视图，示出了信号305、305'、405上的相位相对于正交微波混合耦合器210的关系，并进一步描绘了信号305、305'、信号表示305_1、305_1'、305_2、305_2'被使用。图12示出了输入信号光子的存在导致大泵浦驱动从量子非破坏检测器朝向JJ 250反射的情况，从而导致检测到光子。
现在，转到图12中的细节，具有相位0°并且频率为fP的大泵浦信号305被输入到正交微波混合耦合器210的端口2中，并且宽箭头表示大信号。因为正交微波混合耦合器210是90°混合耦合器，所以正交微波混合耦合器210被配置为将大泵浦信号305分成1/2，使得微波泵浦信号305_1通过端口1以0°相位输出并且微波泵浦信号305_2通过端口3以90°相位输出。因为正交微波混合耦合器210的端口3由开路终止，所以相位90°的微波泵浦信号305_2作为相位270°的反射泵浦信号305_2'被(从开路)反射到端口3。至此，图12的讨论与图11相同。对于端口1，相位0°的微波泵浦信号305_1从正交微波混合耦合器210的端口1传输到在泵浦端口111处的量子非破坏微波光子检测器100。同时，量子微波信号405被输入到量子非破坏微波光子检测器100的信号端口113。量子微波信号405使泵浦谐振频率fP移位。这样，泵浦信号305_1不再处于与泵浦谐振器102的泵浦谐振频率fP匹配的频率，并且由于这种不匹配，量子非破坏微波光子检测器100被配置为将(以相位0°传输的)微波泵浦信号305_1作为相位-180°的反射微波泵浦信号305_1'发射回端口1。在这种情况下，如图9和10中所讨论的，在反射微波泵浦信号305_1'中发生-180°的相移，其被发送回正交微波混合耦合器210的端口1。
此时，正交微波混合耦合器210将相位-180°的反射微波泵浦信号305_1'接收到端口1，并将相位270°的反射泵浦信号305_2'接收到端口3。因为正交微波混合耦合器210被构造成将输入信号分成1/2，对于交叉方向将相位增加90°，并且在交叉方向和水平方向上输出输入信号，正交微波混合耦合器210被配置为将反射微波泵浦信号305_1'的1/2(先前在相位-180°并且已经在端口1处输入)输出到端口4，增加相位90°(即，-180°+90°＝-90°)，使得相位-90°的反射微波泵浦信号305_1'离开正交微波混合耦合器210的端口4。此外，正交微波混合耦合器210被配置为将反射微波泵浦信号305_1'的1/2(之前在相位-180°并且已经在端口1输入)输出到端口2，增加相位0°(即，-180°+0°＝-180°)，使得相位-180°的反射微波泵浦信号305_1'离开端口2。
关于在进入端口3的相位270°处的反射泵浦信号305_2'，正交微波混合耦合器210被配置为将反射微波泵浦信号305_2'的1/2(先前在270°相位并且已经在端口3处输入)输出到端口2，增加相位90°(即，270°+90°＝360°)，使得相位360°的反射微波泵浦信号305_2'离开端口2.此外，正交微波混合耦合器210是配置成将反射微波泵浦信号305_2'的1/2(先前在相位270°并且已在端口3处输入)输出到端口4，增加相位0°(即，0°+270°＝270°)，使得270°相位的反射微波泵浦信号305_2'退出端口4。
在传输线上朝向泵浦源230返回相位-180°的反射微波泵浦信号305_1'和相位360°的反相微波泵浦信号305_2'，并且由于相消性波干涉，相位-180°的信号305_1'和相位360°的信号305_2'相加/组合以导致无信号。
然而，在传输线上朝向JJ 250返回的是相位-90°的反射微波泵浦信号305_1'和相位270°的反射微波泵浦信号305_2'，并且由于相长波干涉，相位-90°的信号305_1'与相位270°的信号305_2'相加/组合以产生大的反射微波信号1205(其与图4和图6中的大反射微波信号305'相同)。由于由JJ 250接收的大反射微波信号1205(例如，1nW或更多)，JJ 250从零电压状态转换到电压状态，因此控制器280确定检测到微波光子。图12示出了如图2、4、6、9和10中所讨论的阈值检测光子检测器/系统205的操作。
包括电容器(电容器中的介电材料除外)、传输线、约瑟夫森结110、250(薄绝缘材料除外)、谐振器102、104和匹配网络220的量子非破坏微波光子检测器100由超导材料制成。另外，正交微波90°混合耦合器210由低损耗的普通金属制成，或者可以由超导材料制成。此外，量子位谐振器系统由超导材料制成。超导材料的实例(在低温下，例如约10-100毫开尔文(mK)或约4K)包括铌、铝、钽等。
阈值检测光子检测器/系统205和/或系统200被配置为通过减少从容纳超导量子处理器的稀释制冷机出来的输出线的数量来促进可扩展性。而且，该方案可以容易地扩展到大量量子位。阈值检测光子检测器/系统205和/或系统200增加对量子系统的保护，因为通过消除输出线，系统200、205被配置为防止(源自制冷机外部或由活动装置产生的)输出线上的热和电磁噪声向下传播到量子系统并影响其相干性。
阈值检测光子检测器/系统205和/或系统200允许在不离开制冷机的情况下原位测量量子状态。阈值检测光子检测器/系统205和/或系统200通过结合在制冷机内的决策机制(即控制器280)来关闭制冷机内的反馈回路。控制器280基于这些测量做出决定并应用反馈驱动信号(例如，通过快速单通量量子(RSFQ)/现场可编程门阵列(FPGA)电路)。通过关闭制冷机内的反馈回路，回路的电气长度变得相当短，从而允许更快的反馈周期。
此外，在系统200中，通过将输出线连接到插入在量子系统(例如，光子源235)和非破坏微波光子检测器100(在信号侧)之间的低温循环器的第三端口，可以相当容易地在室温下探测或测量量子系统。
图13是根据一个或多个实施例的形成阈值检测微波检测装置205的方法的流程图1300。在框1305处，提供量子非破坏微波光子检测器100。在框1310处，正交微波混合耦合器210连接到量子非破坏微波光子检测器100。色散非线性元件250耦合到正交微波混合耦合器210。
色散非线性元件250被配置为切换到指示检测到微波光子的电压状态。电压状态对应于在色散非线性元件250两端存在电压降。色散非线性元件250被配置为处于零电压状态，指示没有检测到微波光子。零电压对应于色散非线性元件250上没有电压降。色散非线性元件250是约瑟夫森结。色散非线性元件是直流(DC)超导量子干涉装置(SQUID)。
隔离器215A连接在正交微波混合耦合器210和色散非线性元件250之间。量子非破坏微波光子检测器100被配置为接收微波信号405和泵浦信号305，使得分散非线性元件250切换到电压状态，从而检测微波信号405中的微波光子。测量装置255被配置为通过测量色散非线性元件250两端的非零电压来检测微波光子。
图14是根据一个或多个实施例的检测微波光子的方法的流程图1400。在框1405处，正交微波混合耦合器210被配置为从量子非破坏微波装置100接收(例如，在端口1中)反射微波泵浦信号305'。在框1410处，测量设备255和/或控制器280被配置成基于色散非线性元件250处于电压状态来确定微波光子的存在，其中色散非线性元件250耦合到正交微波混合耦合器210。
微波光子已经在量子微波信号405中输入到量子非破坏微波装置100。正交微波混合耦合器210将反射微波信号305'的一部分输出到色散非线性元件250。
图15是根据一个或多个实施例的检测微波光子不存在的方法的流程图1500。在框1505处，正交微波混合耦合器210被配置为从量子非破坏微波设备100接收反射微波泵浦信号305'。在框1510处，测量设备255和/或控制器280被配置为基于色散非线性元件250处于零电压状态来确定不存在微波光子，其中色散非线性元件250耦合到正交微波混合耦合器210。
处于零电压状态的色散非线性元件250表示没有微波光子从量子源235输入到量子非破坏微波装置100。
技术益处包括阈值检测非破坏光子检测器/系统。作为技术益处，可以使用快速单通量量子(RSFQ)电子装置或基于半导体的电子装置在稀释制冷机中原位测量指示信号光子的存在或不存在的输出电压信号。结果，不需要使用室温设备测量制冷机外的量子信号的输出信号。此外，这种电压测量将允许人们在不离开制冷机的情况下将反馈信号施加回量子信号源。换句话说，它还允许人们关闭制冷机内的量子反馈回路。这种能力减少了为实现可扩展的超导量子处理器所需要的输出线和硬件、例如量子限制放大器、循环器、高电子迁移率晶体管(HEMT)、同轴电缆的数量。此外，通过减少输出线和硬件的数量，这缩短了量子回路的持续时间(即，加快反馈速率或允许更多时间进行计算和决策)，并且还消除了传播到输出线或由输出线中的有源元件(即放大器)产生的噪声的可能的源头。从量子系统出来并从信号端口处的非破坏光子检测器反射的量子信号可以使用量子限制放大器放大，并使用标准室温设备进行测量。此功能对于调试或监视目的是有用的。
术语“约”及其变体旨在包括与基于提交申请时可用设备的特定量的测量相关联的误差程度。例如，“约”可以包括给定值的±8％或5％或2％的范围。
这里参照根据本发明实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本发明的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
已经出于说明的目的给出了对本发明的各种实施例的描述，但是并不旨在穷举或限制于本文所讨论的实施例。在不脱离所描述的实施例的范围和精神的情况下，许多修改和变化对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。选择这里使用的术语是为了最好地解释实施例的原理、实际应用或对市场中发现的技术的技术改进，或者使本领域普通技术人员能够理解这里讨论的实施例。
Claims (25)
1.一种微波检测装置，包括：
量子非破坏微波光子检测器；
耦合到所述量子非破坏微波光子检测器的正交微波混合耦合器；和
耦合到所述正交微波混合耦合器的色散非线性元件。
2.根据权利要求1所述的微波检测装置，其中，所述色散非线性元件被配置为切换到指示检测到微波光子的电压状态。
3.根据权利要求2所述的微波检测装置，其中，所述电压状态对应于在所述色散非线性元件两端存在电压降。
4.根据权利要求1所述的微波检测装置，其中，所述色散非线性元件被配置为处于指示没有检测到微波光子的零电压状态。
5.根据权利要求4所述的微波检测装置，其中，所述零电压状态对应于所述色散非线性元件两端没有电压降。
6.如权利要求1所述的微波检测装置，其中，所述色散非线性元件是约瑟夫森结。
7.如权利要求1所述的微波检测装置，其中，所述色散非线性元件是直流(DC)超导量子干涉装置(SQUID)。
8.如权利要求1所述的微波检测装置，其中隔离器连接在所述正交微波混合耦合器和所述色散非线性元件之间。
9.根据权利要求7所述的微波检测装置，其中，所述量子非破坏微波光子检测器被配置为接收微波信号和泵浦信号，使得所述色散非线性元件切换到一个电压状态，从而检测所述微波信号中的微波光子。
10.根据权利要求1所述的微波检测装置，还包括测量装置，所述测量装置被配置为通过测量所述色散非线性元件两端的非零电压来检测微波光子。
11.一种形成微波检测装置的方法，该方法包括：
提供量子非破坏微波光子检测器；
提供耦合到所述量子非破坏微波光子检测器的正交微波混合耦合器；和
提供耦合到所述正交微波混合耦合器的色散非线性元件。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述色散非线性元件被配置为切换到指示检测到微波光子的电压状态。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述电压状态对应于在所述色散非线性元件两端存在电压降。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，所述色散非线性元件被配置为处于指示没有检测到微波光子的零电压状态。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述零电压状态对应于所述色散非线性元件两端没有电压降。
16.根据权利要求11所述的方法，其中所述色散非线性元件是约瑟夫森结。
17.如权利要求11所述的方法，其中，所述色散非线性元件是DC SQUID。
18.如权利要求11所述的方法，其中隔离器连接在所述正交微波混合耦合器和所述色散非线性元件之间。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，所述量子非破坏微波光子检测器被配置为接收微波信号和泵浦信号，使得所述色散非线性元件切换到一个电压状态，从而检测所述微波信号中的微波光子。
20.根据权利要求11所述的方法，其中，测量装置被配置为通过测量所述色散非线性元件两端的非零电压来检测微波光子。
21.一种检测微波光子的方法，该方法包括：
通过正交微波混合耦合器接收来自量子非破坏微波装置的反射微波信号；和
基于色散非线性元件处于一个电压状态，确定存在微波光子，所述色散非线性元件耦合到所述正交微波混合耦合器。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述微波光子已经以量子微波信号输入到所述量子非破坏性微波装置。
23.如权利要求21所述的方法，其中，所述正交微波混合耦合器将所述反射微波信号的一部分输出到所述色散非线性元件。
24.一种检测微波光子不存在的方法，该方法包括：
通过正交微波混合耦合器接收来自量子非破坏微波装置的反射微波信号；和
基于色散非线性元件处于零电压状态，确定不存在微波光子，所述色散非线性元件耦合到所述正交微波混合耦合器。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述色散非线性元件处于零电压状态指示没有微波光子从量子源输入到所述量子非破坏微波装置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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