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轨道角动量态的量子存储

作者: 史保森 丁冬生 张伟

关键词: 量子存储 轨道角动量 量子存储 原子系综 量子信息

摘要:轨道角动量(OAM)光束在精密测量、微小粒子的操控以及基础物理研究等领域具有重要的应用.基于OAM编码的光信息处理由于其大信道容量的优点成为经典和量子通信领域的研究热点,并已在近几年取得了许多突破性进展.在量子信息领域,量子中继是克服通信保真度随传输距离呈指数衰减、实现长距离量子通信的关键技术,其中用于存储量子信息的光量子存储器是组成量子中继的关键器件.尽管人们已成功实现了编码于偏振、路径、time bin等自由度的量子态的存储,然而到2013年以前,存储编码于OAM自由度的量子态的量子存储器仍未实现.近年来我们研究组一直专注于OAM量子态的存储实验研究.本文在概述了量子存储器的各项性能标准后,着重介绍我们组在OAM量子态存储方面取得的一系列研究进展:包括OAM量子比特(qubit)和量子三维态(qutrit)、二维和高维OAM纠缠态以及包含OAM自由度的超纠缠和杂化纠缠的量子存储.这些进展为未来构建高维量子信息网络奠定坚实的基础.


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