一種偏振量子比特的誤差補(bǔ)償測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及量子信息技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種偏振量子比特的誤差補(bǔ)償測量方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在經(jīng)典光通信以及蓬勃發(fā)展的量子通信，量子密碼，量子計(jì)算，量子度量等量子信 息技術(shù)中，光偏振被廣泛作為信息的載體。在提取光偏振信息的過程中，需要用到偏振測量 技術(shù)。由于一個(gè)半波片和一個(gè)四分之一波片可以實(shí)現(xiàn)線性偏振態(tài)到其他任意偏振態(tài)之間的 變換（見參考文獻(xiàn)I[DamaskJN2005Polarizationopticsintelecommunications(New York=Springer)])。如圖I所示，當(dāng)前偏振測量廣泛采用四分之一波片I和半波片2構(gòu)成 的波片組合與偏振片3的實(shí)驗(yàn)裝置。通過轉(zhuǎn)動(dòng)四分之一波片1和半波片2的光軸角度，可 以實(shí)現(xiàn)任意的偏振測量基。
[0003] 實(shí)驗(yàn)儀器總是存在實(shí)驗(yàn)誤差，例如裝置1中四分之一波片快慢軸之間相位差不是 理想的90°，半波片的快慢軸相位差不是理想的180°，以及四分之一波片和半波片的光 軸零度角不能理想的校準(zhǔn)到偏振片的起偏方向。因此，使用裝置1實(shí)現(xiàn)的偏振測量基存在 系統(tǒng)誤差。這個(gè)由于實(shí)驗(yàn)儀器誤差引入的系統(tǒng)誤差會(huì)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響，尤其是對于實(shí) 驗(yàn)精度要求很高的實(shí)驗(yàn)，甚至可能會(huì)出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)信號被淹沒在實(shí)驗(yàn)儀器引入的系統(tǒng)誤差之 中。由于波片固定后，相位誤差確定，不能通過校準(zhǔn)減小誤差。另外校準(zhǔn)本身要求校準(zhǔn)儀器 精度很高，通常很難實(shí)現(xiàn)。
[0004] 當(dāng)前光學(xué)系統(tǒng)中有通過模仿核磁共振技術(shù)中復(fù)合脈沖的方法來減小波片相位對 色散的依賴關(guān)系（見參考文獻(xiàn)2 [A.Ardavan，NewJ.Phys. 9, 24 (2007)])，但是此種方法只 能針對所有波片相位誤差相同的色散這種情形，而且不能解決角度誤差問題。本發(fā)明采用 誤差補(bǔ)償?shù)臏y量方式，在不增加實(shí)驗(yàn)裝置（仍然采用裝置1)復(fù)雜性的情況下，將偏振測量 基的系統(tǒng)誤差對波片的相位誤差（包括色散引入以及出廠時(shí)自帶）以及角度誤差的依賴 減小，從而在儀器誤差不變的情況下提高了偏振測量基的實(shí)現(xiàn)精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是通過采用誤差補(bǔ)償測量的方式減小偏振量子比特測量的系統(tǒng)誤 差，以提1?偏振測量的精度。
[0006] 本發(fā)明公開了一種偏振量子比特的誤差補(bǔ)償測量方法，其包括：
[0007] 步驟1、將所述四分之一波片和半波片的測量角度調(diào)整到第一預(yù)定角度的組合； 根據(jù)當(dāng)前誤差補(bǔ)償方式的不同，輸入第一預(yù)定數(shù)量的待測光子；其中，所述誤差補(bǔ)償方式包 括半波片角度誤差補(bǔ)償、四分之一波片相位誤差補(bǔ)償、半波片相位誤差補(bǔ)償、或同時(shí)進(jìn)行半 波片角度誤差補(bǔ)償、四分之一波片相位誤差和半波片相位誤差補(bǔ)償方式；
[0008] 步驟2、所輸入的待測光子經(jīng)過所述四分之一波片、半波片以及偏振片之后，得到 第一次測量結(jié)果；
[0009] 步驟3、將所述四分之一波片和半波片的測量角度調(diào)整到第二預(yù)定角度的組合； 所述第二預(yù)定角度的組合根據(jù)當(dāng)前誤差補(bǔ)償方式的不同而不同；
[0010] 步驟4、根據(jù)當(dāng)前誤差補(bǔ)償方式的不同，輸入第二預(yù)定數(shù)量的待測光子；其中，當(dāng) 前誤差補(bǔ)償方式為半波片角度誤差補(bǔ)償、四分之一波片相位誤差補(bǔ)償或半波片相位誤差補(bǔ) 償時(shí)，第一預(yù)定數(shù)量和第二預(yù)定數(shù)量的待測光子數(shù)之和為待測總光子數(shù)；
[0011] 步驟5、所輸入的待測光子經(jīng)過所述四分之一波片、半波片以及偏振片之后，得到 第二次測量結(jié)果；如果當(dāng)前誤差補(bǔ)償方式為半波片角度誤差補(bǔ)償、四分之一波片相位誤差 補(bǔ)償或半波片相位誤差補(bǔ)償，則輸出誤差補(bǔ)償后的測量結(jié)果為第一測量結(jié)果和第二次測量 結(jié)果之和，并結(jié)束誤差補(bǔ)償測量過程；如果當(dāng)前誤差補(bǔ)償方式為同時(shí)進(jìn)行半波片角度誤差 補(bǔ)償、四分之一波片相位誤差和半波片相位誤差補(bǔ)償，則繼續(xù)執(zhí)行下一步；
[0012] 步驟6、將所述四分之一波片和半波片的測量角度調(diào)整到第三預(yù)定角度的組合；
[0013] 步驟7、輸入第三預(yù)定數(shù)量的待測光子，所輸入的待測光子經(jīng)過所述四分之一波 片、半波片以及偏振片之后，得到第三次測量結(jié)果；
[0014] 步驟8、將所述四分之一波片和半波片的測量角度調(diào)整到第四預(yù)定角度的組合；
[0015] 步驟9、輸入第四預(yù)定數(shù)量的待測光子，所輸入的待測光子經(jīng)過所述四分之一波 片、半波片以及偏振片之后，得到第四次測量結(jié)果；其中，當(dāng)前誤差補(bǔ)償方式為同時(shí)進(jìn)行半 波片角度誤差補(bǔ)償、四分之一波片相位誤差和半波片相位誤差補(bǔ)償時(shí)，第一預(yù)定數(shù)量、第二 預(yù)定數(shù)量、第三預(yù)定數(shù)量和第四預(yù)定數(shù)量的待測光子數(shù)之和為待測總光子數(shù)；
[0016] 步驟10、輸出當(dāng)前誤差補(bǔ)償方式為同時(shí)進(jìn)行半波片角度誤差補(bǔ)償、四分之一波片 相位誤差和半波片相位誤差補(bǔ)償時(shí)的誤差補(bǔ)償測量結(jié)果，其為第一次測量結(jié)果、第二次測 量結(jié)果、第三次測量結(jié)果和第四次測量結(jié)果之和。
[0017] 本發(fā)明提出的誤差補(bǔ)償測量方法減小了四分之一波片和半波片相位誤差以及角 度誤差對偏振測量的系統(tǒng)誤差的影響，提高了實(shí)驗(yàn)精度。
[0018] 誤差補(bǔ)償測量技術(shù)沒有增加其他實(shí)驗(yàn)儀器，而且處理的相位誤差不僅僅是色散引 入的相位誤差還包括儀器制造的相位誤差。
【附圖說明】
[0019] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)中偏振測量裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖2為本發(fā)明中偏振量子比特的誤差補(bǔ)償測量方法流程圖；
[0021] 圖3是本發(fā)明中偏振測量基系統(tǒng)誤差與儀器誤差的依賴關(guān)系示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照 附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0023] 本發(fā)明提出了一種偏振量子比特的誤差補(bǔ)償測量方法。該方法依然采用 現(xiàn)有技術(shù)中的