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加快打造原始創(chuàng)新策源地，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù)，努力搶占科技制高點(diǎn)，為把我國建設(shè)成為世界科技強(qiáng)國作出新的更大的貢獻(xiàn)。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場、面向國家重大需求、面向人民生命健康，率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫，率先建設(shè)國際一流科研機(jī)構(gòu)。

——中國科學(xué)院辦院方針

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【科技日報(bào)】我首次實(shí)現(xiàn)光子軌道角動量糾纏量子存儲

2015-02-15 科技日報(bào) 吳長鋒楊保國

【字體：大中小】

語音播報(bào)

　　這是中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士領(lǐng)導(dǎo)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的重要進(jìn)展。

　　光子的軌道角動量產(chǎn)生于電磁波螺旋前進(jìn)的波前，可以構(gòu)成一個(gè)無限維的編碼空間。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。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)無法完成的量子信息協(xié)議，并進(jìn)行量子力學(xué)基本問題的研究。而要實(shí)現(xiàn)大信息量、長距離的量子信息傳輸，必須借助量子中繼器，而量子存儲單元是構(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。

　　史保森教授和博士生丁冬生等繼2013年在國際上首次實(shí)現(xiàn)攜帶軌道角動量的單光子存儲后，最近他們又在該研究方向取得重要進(jìn)展，首次實(shí)現(xiàn)了光子軌道角動量糾纏在兩個(gè)存儲單元之間的存儲。他們利用兩個(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，然后將該光子存儲在另一個(gè)冷原子團(tuán)中，從而實(shí)現(xiàn)了軌道角動量糾纏在兩個(gè)原子系綜之間的存儲。

　　為了檢驗(yàn)糾纏特性，他們利用量子層析技術(shù)重構(gòu)了存儲糾纏態(tài)的密度矩陣。通過對比存儲前后雙光子干涉可視度和計(jì)算存儲保真度等，來檢驗(yàn)存儲過程對糾纏程度的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，軌道角動量糾纏可以被高保真地存儲。

　?。ㄔd于《科技日報(bào)》 2015-02-15 01版）

　　我國科學(xué)家在國際上首次實(shí)現(xiàn)了光子軌道角動量糾纏的量子存儲，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?。該研究成果近日發(fā)表在國際物理學(xué)權(quán)威期刊《物理評論快報(bào)》上。
　　這是中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)郭光燦院士領(lǐng)導(dǎo)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的重要進(jìn)展。
　　光子的軌道角動量產(chǎn)生于電磁波螺旋前進(jìn)的波前，可以構(gòu)成一個(gè)無限維的編碼空間。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。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裕瑢?shí)現(xiàn)二維編碼態(tài)無法完成的量子信息協(xié)議，并進(jìn)行量子力學(xué)基本問題的研究。而要實(shí)現(xiàn)大信息量、長距離的量子信息傳輸，必須借助量子中繼器，而量子存儲單元是構(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。
　　史保森教授和博士生丁冬生等繼2013年在國際上首次實(shí)現(xiàn)攜帶軌道角動量的單光子存儲后，最近他們又在該研究方向取得重要進(jìn)展，首次實(shí)現(xiàn)了光子軌道角動量糾纏在兩個(gè)存儲單元之間的存儲。他們利用兩個(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，然后將該光子存儲在另一個(gè)冷原子團(tuán)中，從而實(shí)現(xiàn)了軌道角動量糾纏在兩個(gè)原子系綜之間的存儲。
　　為了檢驗(yàn)糾纏特性，他們利用量子層析技術(shù)重構(gòu)了存儲糾纏態(tài)的密度矩陣。通過對比存儲前后雙光子干涉可視度和計(jì)算存儲保真度等，來檢驗(yàn)存儲過程對糾纏程度的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，軌道角動量糾纏可以被高保真地存儲。
　?。ㄔd于《科技日報(bào)》 2015-02-15 01版）

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