|
量子通信系統(tǒng)中作為載體的單光子所攜帶的信息量的大小與所處編碼的空間維數(shù)有關(guān),。目前光子主要編碼在一個二維空間,，一個光子攜帶的信息量是一個比特,。如果能將光子編碼在一個高維空間,，如無限維的軌道角動量空間,，則單個光子所能攜帶的信息量將大幅度增加，極大地提高量子通信的效率,，同時還可以提高量子密鑰傳輸?shù)陌踩?，并在量子力學(xué)的一些基本問題研究方面有非常重要的應(yīng)用。 遠距離量子通信的實現(xiàn)和量子網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成必須借助于量子中繼器,，而量子存儲單元是量子中繼器的核心,，實現(xiàn)光子攜帶信息在存儲單元中的存儲是實現(xiàn)中繼功能的關(guān)鍵。雖然這方面的研究已取得重大進展,，但迄今為止實驗存儲的單光子均為高斯脈沖,，且被編碼于二維空間,，只能實現(xiàn)一個比特的存儲。因此,，能否實現(xiàn)編碼于高維空間光子的量子存儲是提高量子通信效率,、構(gòu)建基于高維中繼器的遠距離量子通信系統(tǒng)和量子網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵。 史保森教授和博士生丁冬生等一直致力于解決上述問題,。最近,，他們首次成功實現(xiàn)了攜帶軌道角動量、具有空間結(jié)構(gòu)的單光子脈沖的存儲,，證明高維量子態(tài)的存儲是完全可行的,。該小組通過兩個磁光阱制備了兩個冷原子團，利用其中一個冷原子團制備標記單光子,，并使該光子攜帶一定的軌道角動量,，具有特殊的空間結(jié)構(gòu)。然后利用原子與光的相互作用將它存儲于另一個作為存儲介質(zhì)的冷原子團中,，結(jié)果證明單光子攜帶的軌道角動量及其疊加態(tài)都可以被高保真地存儲,。
轉(zhuǎn)自人民網(wǎng)-科技 |
|
| 【打印本頁】 |
