[发明专利]一种用于产生高保真度张量网络态的泵浦光源

说明书

本发明公开了一种用于产生高保真度张量网络态的泵浦光源，包括：泵浦激光系统，光学环路系统，偏振调节系统和色散补偿系统；其中：所述泵浦激光系统，用于产生泵浦激光脉冲；所述光学环路系统，用于使泵浦激光脉冲周期性的泵浦张量网络态生成器；所述偏振调节系统，用于调控泵浦激光脉冲每次通过张量网络态生成器时的偏振；所述色散补偿系统，用于补偿泵浦激光脉冲在光学环路系统中循环时产生的群速度色散。上述方案产生的脉冲光源不同脉冲间的相对相位稳定，作为光学张量网络态生成器的泵浦光源，可以产生高保真度的张量网络态。

技术领域

本发明涉及量子信息领域，尤其涉及一种用于产生高保真度张量网络态的泵浦光源。

背景技术

量子多体问题中，随系统中涉及的粒子数量增加，希尔伯特空间的维度呈指数增长，这一根本性困难使得量子多体问题成为现代物理学最具挑战性的问题之一。张量网络将一个高阶张量表示为一系列低阶张量的缩并形式，量子多体系统的基态以及低激发态可以用较少参数的张量网络进行描述，进而提供了模拟量子多体系统的有效数值方法。

张量网络态的表达能力和所需计算资源与其张量维度D密切相关，D越大，表达能力越强，同时计算资源消耗也越多。基于张量网络的算法中，张量网络缩并运算消耗了主要的计算资源，如张量维度为D的有限开边界二维张量网络，其张量网络的近似缩并复杂度仍高达O(D¹⁰)。因此，现阶段基于张量网络态方法进行大规模的数值模拟仍然是困难的。

在物理系统中直接制备张量网络态，并用测量代替经典计算机中的张量缩并运算，可有效降低基于张量网络态的数值方法的计算复杂度。目前，人们已在腔QED、里德堡原子阵列、超导线路、光学环路等物理体系中设计了张量网络态的生成方案。在光学环路中产生张量网络态的方案因其可以在常温下工作的特性而备受青睐。在相关方案中，需要使用周期性的激光脉冲作为泵浦光对非线性晶体泵浦产生参量下转换光子对，产生的一系列光子对在光学环路中进行时间域干涉后输出张量网络态。但是，实际操作中，实验使用这一方案产生的张量网络态与理论态的保真度严重依赖于泵浦脉冲间的相对相位稳定性。在不使用复杂的相位锁定装置的情况下，很难得到满足实验精度要求的泵浦光源。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于产生高保真度张量网络态的泵浦光源，产生的泵浦光源不同脉冲间的相对相位稳定，作为光学张量网络态生成器的泵浦光源，可以产生高保真度的张量网络态。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于产生高保真度张量网络态的泵浦光源，包括：泵浦激光系统，光学环路系统，偏振调节系统和色散补偿系统；其中：

所述泵浦激光系统，用于产生泵浦激光脉冲；

所述光学环路系统，用于使泵浦激光脉冲周期性的泵浦张量网络态生成器；

所述偏振调节系统，用于调控泵浦激光脉冲每次通过张量网络态生成器时的偏振；

所述色散补偿系统，用于补偿泵浦激光脉冲在光学环路系统中循环时产生的群速度色散。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，1)采用单个脉冲循环复用的方式周期性泵浦张量网络态生成器，不同泵浦脉冲相位对比激光器直接产生多个脉冲更易锁定，从而使得张量网络生成器的输出态质量更高。2)加入色散补偿系统补偿泵浦激光脉冲产生的色散，进一步提升了泵浦脉冲在光学环中可以循环的次数，使得张量网络生成器的输出态的规模更大。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的一种用于产生高保真度张量网络态的泵浦光源的示意图；