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龙图腾网获悉杭州电子科技大学申请的专利一种单光子量子路由方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116455476B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-23发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310486069.9，技术领域涉及：H04B10/70；该发明授权一种单光子量子路由方法是由张鑫;李兴敏设计研发完成，并于2023-04-27向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种单光子量子路由方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种单光子量子路由器，包括平行设置得量子通道a和量子通道b，所述量子通道a为单边有限波导，所述量子通道b为平面直波导，所述量子通道a为量子通道b之间设有两个谐振腔，所述谐振腔内嵌有两个二能级原子作为光量子路节点，二能级原子与谐振腔相互作用。该路由器首先设计在带宽频率范围进行单光子量子路由的结构方案，实空间量子化单光子路由过程，计算得到单光子在路由各输出端口被探测的概率幅，调节参数完成量子路由过程模拟，实现在带宽频率范围进行高效率地单光子量子路由。

本发明授权一种单光子量子路由方法在权利要求书中公布了：1.一种单光子量子路由方法，其特征在于，包括如下步骤： S1、设计单光子量子路由器，所述单光子量子路由器包括平行设置的量子通道a和量子通道b，所述量子通道a为单边有限波导，所述量子通道b为平面直波导，所述量子通道a与量子通道b之间为谐振腔，所述谐振腔内嵌有两个二能级原子作为光量子路由节点，所述量子通道a和量子通道b的中间位置均设有两个耦合点，分别记为耦合点x1和耦合点x2，其中一个所述二能级原子位于量子通道a和量子通道b上的耦合点x1之间，另一个所述二能级原子位于量子通道a和量子通道b上的耦合点x2之间； S2、应用步骤S1设计的单光子量子路由器进行实空间量子化路由； S2-1、利用实空间手性量子光波导理论，给出光子在单边有限波导和平面直波导中传播所对应的实空间哈密顿量，具体为： S2-2、给出光子在两波导中x1和x2位置与路由节点手性耦合的实空间哈密顿量，具体为： S2-3、给出原子与谐振腔耦合的哈密顿量；原子、谐振腔自身对应的哈密顿量表示，具体为： S2-4、给出截止波导边界x3＝0处对光子作用的哈密顿量，具体为： S2-5、将步骤S2-1至S2-4得到四个哈密顿量相加组合成光量子路由过程对应的有效哈密顿量H； S2-6、构建实空间量子化的哈密顿量对应的实空间、单激发且时间独立的波函数，具体表示为： φaRx＝eiqx[θx1-x+ta12θx-x1θx2-x+ta23θx-x2θx3-x] φaLx＝e-iqx[r2θx1-x+ra12θx-x1θx2-x+ra23θx-x2θx3-x] φbRx＝eiqx[tbR2θx-x2+tb12θx-x1θx2-x] φbLx＝e-iqx[tbL2θx1-x+rb12θx-x1θx2-x] 其中，φa，bRxφa，bLx为光子在波导中传播的概率振幅，其中，ta12和ta23分别是光子在波导a中x1，x2和x2，x3这两个区域的传递振幅；r2，ra12和ra23分别表示光子在这些区域的反射振幅：xx1，x1，x2和x2，x3；tbR2tbL2和tb12rb12是波导-b中的传递振幅；表示传输光子的产生算符；ec1ec2与ea1ea2分别表示空腔与原子的激发振幅；与分别表示腔的玻色子产生湮灭算符与原子的上升下降算符； 其中，步骤S2-1至S2-6中，表示系统基态；ωc1ωc2与ωe1ωe2分别表示腔模的共振频率以及激发态原子的原子级频率；与分别表示腔耗散率以及原子耗散率；vavb表示在波导中光子传播群速度；g1g2表示腔与原子之间的耦合强度；V12RL表示腔与两波导沿左右方向的作用强度；φa，bRxφa，bLx为光子在波导中传播的概率振幅，其中，ta12和ta23分别是光子在波导a中x1，x2和x2，x3这两个区域的传递振幅；r2，ra12和ra23分别表示光子在这些区域的反射振幅：xx1，x1，x2和x2，x3；tbR2tbL2和tb12rb12是波导-b中的传递振幅；表示传输光子的产生算符；ec1ec2与ea1ea2分别表示空腔与原子的激发振幅；与分别表示腔的玻色子产生湮灭算符与原子的上升下降算符； S3、计算及调控模拟： S3-1、利用S2-5的有效哈密顿量和S2-6波函数构建对应的薛定谔方程，为： H|Ψx＞＝E|Ψx＞ S3-2、根据薛定谔方程求解过程中单激发的光子态、谐振腔和原子的量子态所对应的系数对应相等建立系数方程组，具体为： S3-3、利用mathematic科学计算软件线性方程组矩阵求解方式求解S3-2所示系数方程组，得到单光子路由过程中在三个端口被探测到的概率幅表达式； S3-4、任意选定两个谐振腔的共振频率、手性耦合强度、原子与谐振腔的失谐量、原子与谐振腔耦合强度、两谐振腔间距、谐振腔与单边有限波导的边界距离，通过MATLAB软件模拟以扫频方式入射单光子进行光量子路由，得到在共振频率与失谐量加和的频率范围内对应的单光子在入射端口探测到的反射概率、非入射波导中向左传播和向右传播的概率曲线； S3-5、调节S3-4中所述参数中频率范围、手性耦合强度、原子与谐振腔耦合强度，通过软件系统模拟光量子路由，根据得到的路由概率曲线，多次调试测量以降低单光子的反射概率，增加单光子路由在非入射波导中向左和向右传播的概率。

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