《連續變數空間多模多組份糾纏的研究》是依託山西大學，由劉奎擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：連續變數空間多模多組份糾纏的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉奎
- 依託單位：山西大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
糾纏態特別是多組份糾纏作為量子信息科學中重要的資源，被廣泛套用到量子離物傳態、量子中繼、多通道量子通信、量子密鑰分發和量子計算等領域。而連續變數空間多模多組份糾纏態光場，比普通的量子糾纏態，包含有更多的物理信息和自由度，能用於空間信息的精密測量、超解析度的量子成像、多通道量子網路和光到原子的量子信息的傳遞等量子方案中。本項目將(1)圍繞空間多模光學參量振盪腔、開展連續變數空間四組份糾纏態光場的產生及其糾纏光束的控制與測量的研究。(2)在自旋和軌道角動量布洛赫球上，研究空間多模糾纏態的自旋和軌道角動量糾纏性質，為光場糾纏與原子作用奠定基礎。（3）初步開展基於空間多模糾纏的量子網路研究。
結題摘要
糾纏態特別是多組份糾纏作為量子信息科學中重要的資源，被廣泛套用到量子離物傳態、量子中繼、多通道量子通信、量子密鑰分發和量子計算等領域。而連續變數空間多模多組份糾纏態光場，比普通的量子糾纏態，包含有更多的物理信息和自由度，能用於空間信息的精密測量、 超解析度的量子成像、多通道量子網路和光到原子的量子信息的傳遞等量子方案中。本項目圍繞空間多模光學參量振盪腔，開展了連續變數空間高階橫模糾纏態及空間多組份糾纏態光場的產生研究，通過控制泵浦場模式調控光場糾纏特性，實驗上基於單個光學腔實現了頻率兼併、空間可分離的連續變數四組分糾纏光場，並將其擴展到大尺度的多組分糾纏產生中。另外，基於產生的空間多模糾纏態光場，研究了其光場軌道角動量性質，提出了一種直接測量光場軌道角動量Stokes 分量的方案。作為項目的引申研究，未來將結合Stokes 分量測量技術、自適應技術及經典糾纏等，有效避免長距離空間通信中本地光與信號場之間的相對相位的變化以及空間湍流對信號測量引入的誤差，將空間多模糾纏用於自由空間長距離量子通訊中。另一方面，有望將空間多模糾纏光場與原子、納米粒子結合，探索實現軌道角動量量子信息的存儲，甚至巨觀的軌道角動量量子態。
