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　　近日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士帶領(lǐng)的中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室史保森小組在高維量子中繼研究方向取得重要進(jìn)展，首次在國(guó)際上實(shí)現(xiàn)了光子軌道角動(dòng)量糾纏的量子存儲(chǔ)，進(jìn)一步證明了基于高維量子中繼器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離大信息量量子信息傳輸?shù)目尚行?。相關(guān)研究已發(fā)表于《物理評(píng)論快報(bào)》。
　　光子的軌道角動(dòng)量產(chǎn)生于電磁波螺旋前進(jìn)的波前，可構(gòu)成一個(gè)無(wú)限維的編碼空間，將光子編碼在軌道角動(dòng)量空間，可大幅度增加光子的信息攜帶量。此外，利用光子的高維編碼態(tài)還可以提高量子密鑰傳輸?shù)陌踩?，?shí)現(xiàn)二維編碼態(tài)無(wú)法完成的量子信息協(xié)議，并進(jìn)行量子力學(xué)基本問(wèn)題的研究。
　　要實(shí)現(xiàn)大信息量、長(zhǎng)距離的量子信息傳輸，必須借助于量子中繼器，而量子存儲(chǔ)單元是構(gòu)成量子中繼器的核心，因此必須首先實(shí)現(xiàn)高維量子糾纏的存儲(chǔ)。截至目前，有關(guān)軌道角動(dòng)量糾纏存儲(chǔ)方面的研究仍是空白。
　　研究人員利用兩個(gè)磁光阱制備了兩個(gè)冷原子團(tuán)，在其中一個(gè)冷原子團(tuán)制備了單光子與原子系綜之間的糾纏，然后將該光子存儲(chǔ)在另一個(gè)冷原子團(tuán)中，從而實(shí)現(xiàn)了軌道角動(dòng)量糾纏在兩個(gè)原子系綜之間的存儲(chǔ)。
　　為了檢驗(yàn)糾纏特性，他們利用量子層析技術(shù)重構(gòu)了存儲(chǔ)糾纏態(tài)的密度矩陣，通過(guò)對(duì)比存儲(chǔ)前后雙光子干涉可視度和計(jì)算存儲(chǔ)保真度等，檢驗(yàn)了存儲(chǔ)過(guò)程對(duì)糾纏程度的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，軌道角動(dòng)量糾纏可以被高保真地存儲(chǔ)。專(zhuān)家稱，這項(xiàng)工作對(duì)實(shí)現(xiàn)高維量子中繼和遠(yuǎn)距離大信息量量子信息傳輸具有重要意義。
　?。ㄔd于《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 2015-03-03 第1版 要聞)