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9、量子计算中的光子干涉与超导回路技术解析

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张小明

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9、量子计算中的光子干涉与超导回路技术解析

量子计算中的光子干涉与超导回路技术解析

1. 双光子量子干涉

双光子量子干涉,也被称为洪 - 欧 - 曼德尔效应,于1987年由罗切斯特大学的物理学家Chung Ki Hong、Zhe Yu Ou和Leonard Mandel证实。当两个相同的单光子进入一个1:1的分束器时,就会出现这种效应。这里的1:1意味着光子有50:50的机会被反射或透射。在理想条件下:
- 当光子的时间重叠完美(即它们同时撞击分束器)时,两个光子总是会一起从分束器的同一输出模式中出射。
- 如果光子变得更易区分,它们进入不同探测器的概率就会增加。
- 干涉仪是一种将两个或多个光源合并以创建干涉图案的仪器,可用于精确测量带宽、路径长度和时间。

需要注意的是,双光子干涉依赖于光子的存在,无法用经典光学完全解释。这种效应为线性光学量子计算中的逻辑门提供了基本的物理机制。当光子同时撞击分束器时,它们有四种可能的反射或透射情况,如下表所示:

顶部底部
反射透射
透射透射
反射反射
透射反射

在物理学中,费曼规则指出,由于分束器不记录光子的状态(

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