基于全芯片集成功能定义的量子通信系统实现方法技术方案

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本发明专利技术提出的基于全芯片集成功能定义的量子通信系统实现方法,基于倒装焊技术和异质结集成技术将量子光源、单光子探测器等有源器件集成到芯片上,通过芯片构建多种不同协议类型的量子通信系统并通过路径选择光路等方式实现协议切换,通过芯片集成电路控制芯片集成光路实现“协议可定制”量子通信业务功能。
本专利技术属于集成光学、半导体光学和激光光学的交叉学科领域,具体是指一种将量子光源、非线性光学介质、光学调控器件等各种组分集成到同一芯片上,利用路径选择光路等方式实现多种协议灵活切换的量子通信芯片,尤其涉及一种基于全芯片集成功能定义的量子通信系统实现方法。
1、芯片集成光路具有体积小、功耗低、性能九游官网稳定、高度集成等优点,特别适合作为传统分立器件自由空间光路和全光纤光路的替代方案,构建光通信系统、光计算系统、光学相控阵、微波光子信号处理系统等系统规模庞大、结构功能复杂、器件数量众多的光学系统。特殊地,以绝缘体上硅为代表的芯片集成光路高度兼容于传统集成电路工艺,这一特性使得构建芯片级光电混合系统成为可能。芯片集成光电系统由一系列无源器件和有源器件组成:无源器件主要包括光电定向耦合器、光学分束器、偏振分束器、波分复用器等,有源器件主要包括光源、探测器、光学调制器、可调谐滤波器、可调谐衰减器等;无源器件主要涉及光场传输,有源器件则为光场控制提供外置接口。
2、量子通信芯片被认为是下一代量子通信系统最有前景的元器件,一是因为量子通信系统使用大量的
1.一种基于全芯片集成功能定义的量子通信系统实现方法,其特征在于包括:将半导体激光器、非线性介质、多种量子通信协议对应的量子态编译光路装置、多种量子通信协议对应的量子态解译光路装置、半导体基单光子探测器集成到同一芯片平台上并通过芯片集成电路驱动,通过路径选择光路实现多种量子通信协议所对应的编译光路和解译光路的自由切换,利用路径选择光路为用户提供量子通信协议按需切换的收发服务,实现量子通信通用系统。
2.根据权利要求1所述的基于全芯片集成功能定义的量子通信系统实现方法,其特征在于所述方法具体包括以下步骤:
1.一种基于全芯片集成功能定义的量子通信系统实现方法,其特征在于包括:将半导体激光器、非线性介质、多种量子通信协议对应的量子态编译光路装置、多种量子通信协议对应的量子态解译光路装置、半导体基单光子探测器集成到同一芯片平台上并通过芯片集成电路驱动,通过路径选择光路实现多种量子通信协议所对应的编译光路和解译光路的自由切换,利用路径选择光路为用户提供量子通信协议按需切换的收发服务,实现量子通信通用系统。
2.根据权利要求1所述的基于全芯片集成功能定义的量子通信系统实现方法,其特征在于所述方法具体包括以下步骤:
3.根据权利要求1所述的基于全芯片集成功能定义的量子通信系统实现方法,其特征在于,所述各种光学器件之间通过低损耗波导连接,光电混合集成芯片对外存在两个接口,一是通过尾纤直接输出的光学接口,二是通过芯片集成电路实现的可编程逻辑电路控制接口。
4.根据权利要求2所述的基于全芯片集成功能定义的量子通信系统实现方法,其特征在于,所述s103各种应用需求包括通信双方安全通信、精准授时以及非定域协...
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