硅基光量子芯片技術(shù)是集成光子領(lǐng)域的科研熱點(diǎn)方向之一。得益于兼容CMOS工藝和硅材料特性，硅基集成光學(xué)芯片和器件具有成本低、尺寸小、功耗低、高集成度等諸多優(yōu)勢(shì)，為大規(guī)模光計(jì)算、光量子計(jì)算和信息處理應(yīng)用提供理想平臺(tái)。

馬赫-曾德爾干涉儀（MZI）是光（量子）計(jì)算芯片實(shí)現(xiàn)高精度編程操作的核心器件，通過對(duì)MZI和移相器的組合調(diào)制，可以完成量子態(tài)編碼這一關(guān)鍵步驟，提升光量子芯片信息處理能力。

圖（a）為1 個(gè)實(shí)現(xiàn)任意的幺正變換的芯片結(jié)構(gòu)， 圖 (b) 為 1 個(gè)可以實(shí)現(xiàn)任意兩比特量子操作的芯片結(jié)構(gòu)，片上集成大量MZI器件

圖源：光量子芯片中級(jí)聯(lián)移相器的快速標(biāo)定方法，High-speed calibration method for cascaded phase shifters in integrated quantum photonic chips，Xing Ze-Yu Li Zhi-Hao Feng Tian-Feng Zhou Xiao-Qi，Acta Physica Sinica, 70, 184207 (2021) DOI: 10.7498/aps.70.20210401

具體而言，實(shí)驗(yàn)者通過施加不同的電流、電壓來調(diào)節(jié)MZI上下臂傳輸光的相位差，進(jìn)而改變輸出光的強(qiáng)度和相位，從而產(chǎn)生干涉，實(shí)現(xiàn)對(duì)光路的控制。要最大化提升芯片計(jì)算精度，需要準(zhǔn)確找到移相器相位與驅(qū)動(dòng)電壓、電流之間的函數(shù)關(guān)系。隨著片上級(jí)聯(lián)MZI數(shù)量的激增，電流、電壓與移相器相位的組合結(jié)果呈指數(shù)級(jí)上漲。因此，尋找到一種高效、帶有反饋的移相器電流、電壓調(diào)節(jié)方式尤為重要。

馬赫-曾德爾干涉儀（MZI）結(jié)構(gòu)示意圖