可靠、确定性地生产值得信赖的高质量单光子是离散变量光学量子技术的关键组成部分。对于基于单光子的完全纠错量子计算系统,估计需要光子源以超过 1 GHz 的速率产生可靠的光子流 (Vigliar 等人,2021)。光子复用是一种潜在的解决方案,其中低概率源与交换网络相结合,将成功的生产事件路由到输出,但需要极快的单光子切换和超低的损耗率。在本文中,我们研究了开关元件的具体属性,并提出了一种新设计,该设计利用了常见开关元件(例如导热垫)的一般单向属性。通过将多个开关引入基本的时间复用设备,我们可以在以更快的速率泵送的多路复用源中使用慢速开关元件。我们在多个错误通道下对这种设计进行建模,并表明预期性能现在受到集成光子芯片组内光波导的固有损耗率的限制。虽然开发的设计没有达到必要的 1 GHz 光子速率,但我们展示了当底层技术改进时可能变得有用的设计元素。
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