日(rì)前,中國科學技(jì)術大學史保森教授小組在高維量子中(zhōng)繼研究方向取得重要進展,在國際上首次實現光子軌道角動量糾纏的量子存儲,進一步證明了基於高維量子中繼器實現遠距離大信息量量子信息傳輸的可行性。成果2月4日發表(biǎo)在(zài)國際物理學權威期刊《物理評論快報》上。
光子的軌道角動量,產生於電磁波螺旋(xuán)前進的(de)波前,可以構成一個無限(xiàn)維編碼的空間。將光子編碼在軌道角動量空間,可以大幅度增加光子的信息攜帶量。利用光(guāng)子的高維編碼(mǎ)態還可以(yǐ)提高量子密鑰傳輸的安全性,實現(xiàn)二維編碼態無(wú)法完成的量子信息(xī)協議。實(shí)現大信(xìn)息量、長距離的量(liàng)子信(xìn)息傳輸,必須借助於量子中繼器,而量子存儲單元(yuán)是構成量子中繼器(qì)的核心(xīn),因此必須首先實現高維量子糾纏的存儲。盡管人們已成功實現(xiàn)了攜帶軌道角動量信(xìn)息的單光子存(cún)儲,但(dàn)到目前為止有關軌道角動量糾纏存(cún)儲方麵的研究仍是一片空白。
繼2013年在國際上首次實現攜帶軌道角動量的單光子存儲後,史保(bǎo)森教授(shòu)和博(bó)士生丁冬生等最近又首次實現(xiàn)了光子軌道角動量糾纏在兩個存儲單元之間的存(cún)儲。他們利用兩個磁光阱“囚禁”了(le)兩個冷原(yuán)子團,在其(qí)中(zhōng)一(yī)個冷原子團製備了單光子與原子係綜之間的糾纏,然後將該光子存儲在另一個冷原子團中,從而實現(xiàn)了光子軌(guǐ)道角動量糾纏在兩個原子係綜之間的(de)存儲。