# Photon Computing

> Use when working with photonic computing — optical neural networks, silicon photonics

- Skill: `liaosw97/photon-computing` (Agent Skill, multi-file: 2 files)
- Install (CLI): `npx skillmds@latest add liaosw97/photon-computing`
- Raw SKILL.md: https://api.skillmd.com/api/skills/liaosw97/photon-computing/raw
- Safety review: pending
- Works with: Claude Code, Claude.ai, OpenAI Codex
- Category: Coding & Dev Tools
- Author: liaosw97 (https://skillmd.com/u/liaosw97)
- Updated: 2026-09-22
- Page: https://skillmd.com/skills/liaosw97/photon-computing

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## 核心原则
- **光速优势**：利用光的高速并行处理能力
- **低能耗计算**：光子计算本质上是低能耗的
- **并行处理**：光具有天然的多波长并行特性
- **系统集成**：光电混合是目前最实用的方案
- **噪声控制**：光学噪声是关键挑战之一

## 技术栈
- **光量子芯片**：超导量子比特、光子量子比特、离子阱
- **光子集成电路**：Silicon Photonics、InP、SiN、LiNbO₃
- **量子光源**：单光子源、纠缠光子对、压缩态光源
- **光互连技术**：硅基光波导、光纤阵列、自由空间光通信
- **设计工具**：Lumerical、MEEP、KLayout、IPKISS

## 最佳实践
1. **光量子门设计**
   - 单光子逻辑门实现
   - 两比特纠缠门设计
   - 光学量子存储
   - 量子态制备与测量

2. **噪声与纠错**
   - 光学损耗补偿
   - 光子数误差修正
   - 表面码纠错方案
   - 容错量子计算

3. **封装与接口**
   - 光纤-芯片耦合（端耦合、光栅耦合）
   - 电-光转换接口
   - 温度稳定控制
   - 气密封装

4. **算法适配**
   - 变分量子算法 (VQA)
   - 量子近似优化算法 (QAOA)
   - 玻色采样
   - 量子机器学习

5. **测试验证**
   - 量子态层析
   - 量子过程层析
   - 量子体积测试
   - 基准测试套件

## 关键约定
1. **量子比特参数**
   ```python
   # 光量子比特规格
   class PhotonQubit:
       wavelength: float      # nm (如 1550nm 通信波段)
       linewidth: float       # MHz
       indistinguishability: float  # > 0.99
       brightness: float      # MHz
       g2_zero: float         # < 0.01 (单光子纯度)
   ```

2. **光学器件指标**
   | 器件 | 关键参数 | 典型值 |
   |-----|---------|-------|
   | 波导 | 损耗 | < 0.1 dB/cm |
   | 耦合器 | 插入损耗 | < 0.5 dB |
   | 调制器 | Vπ·L | < 0.5 V·cm |
   | 探测器 | 效率 | > 90% |

3. **量子门保真度**
   - 单比特门：> 99.9%
   - 两比特门：> 99%
   - 读取保真度：> 99%
   - T1/T2 时间：> 100 µs

4. **系统集成架构**
   ```
   量子光源 → 光量子处理器 → 探测阵列 →
   经典控制 → 反馈优化
   ```

5. **设计验证流程**
   ```
   器件仿真 → 版图设计 → 流片制造 →
   封装测试 → 系统集成 → 性能验证
   ```