传统上,来自激光器的奇异结构光需要同样奇异的激光系统,或者具有定制元素(例如元表面)或定制几何形状(例如基于拓扑光子)。作者制造的激光器仅包含增益晶体,并且遵循教科书设计,仅带有两个现成的反射镜。他们的解决方案本身就是建立在嵌入量子力学的原理之上:射线波对偶。利用所谓的射线波对偶激光器,作者可以通过简单的长度调整来控制激光器内部的路径和偏振。根据项目主管福布斯教授的说法,值得注意的是,不仅我们可以创建如此奇特的光状态,而且它们的光源你可能就像想象的激光一样简单,只需要几面标准镜子。作者意识到关键的“额外”自由度就在他们眼前,只需要一个新的数学框架就可以识别它们。该方法允许通过简单地标记由激光产生的波状射线,然后用空间光调制器从外部控制它们,将其成型以形成原理,来创建任何量子态。从某种意义上说,激光产生了所需的维度,而随后的调制和控制则将结果塑造成某种所需的状态。为了证明这一点,作者制作了所有的GHZ状态,这些状态跨越了一个八维空间。由于没有人创造过这种高维的经典纠缠光,因此作者不得不发明一种新的测量方法,将高维量子态的层析成像技术转化为适合其经典光类似物的语言和技术。结果是对经典纠缠光进行了新的层析成像,揭示了其超出标准二维的类量子相关性。
期刊信息
刊名:量子电子学报
曾用名:量子电子学
主办:中国光学学会基础光学专业委员会;中国科学院合肥物质科学家研究院
主管:中国科学院
ISSN:1007-5461
CN:34-1163/TN
语言:中文
周期:双月
影响因子:0.365217
数据库收录:
文摘杂志;北大核心期刊(2000版);北大核心期刊(2004版);北大核心期刊(2008版);北大核心期刊(2011版);北大核心期刊(2014版);北大核心期刊(2017版);化学文摘(网络版);中国科学引文数据库(2011-2012);中国科学引文数据库(2013-2014);中国科学引文数据库(2015-2016);中国科学引文数据库(2017-2018);中国科学引文数据库(2019-2020);日本科学技术振兴机构数据库;中国科技核心期刊;期刊分类:无线电电子学;物理学
期刊热词:
学术活动_第十三届全国光学前沿问题讨论会论文摘要集
曾用名:量子电子学
主办:中国光学学会基础光学专业委员会;中国科学院合肥物质科学家研究院
主管:中国科学院
ISSN:1007-5461
CN:34-1163/TN
语言:中文
周期:双月
影响因子:0.365217
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学术活动_第十三届全国光学前沿问题讨论会论文摘要集
中国和非洲科学家开发出可产生类似“量子经典(2)
【作者】网站采编
【关键词】
【摘要】图3. 激光概念 ▲图解: 所需几何模式的2D平面表示,其中模式从波状条纹(z = 0和±zR)演变成射线状轨迹。b. 中显示了在腔中创建此模式的方法,其中完
传统上,来自激光器的奇异结构光需要同样奇异的激光系统,或者具有定制元素(例如元表面)或定制几何形状(例如基于拓扑光子)。作者制造的激光器仅包含增益晶体,并且遵循教科书设计,仅带有两个现成的反射镜。他们的解决方案本身就是建立在嵌入量子力学的原理之上:射线波对偶。利用所谓的射线波对偶激光器,作者可以通过简单的长度调整来控制激光器内部的路径和偏振。根据项目主管福布斯教授的说法,值得注意的是,不仅我们可以创建如此奇特的光状态,而且它们的光源你可能就像想象的激光一样简单,只需要几面标准镜子。作者意识到关键的“额外”自由度就在他们眼前,只需要一个新的数学框架就可以识别它们。该方法允许通过简单地标记由激光产生的波状射线,然后用空间光调制器从外部控制它们,将其成型以形成原理,来创建任何量子态。从某种意义上说,激光产生了所需的维度,而随后的调制和控制则将结果塑造成某种所需的状态。为了证明这一点,作者制作了所有的GHZ状态,这些状态跨越了一个八维空间。由于没有人创造过这种高维的经典纠缠光,因此作者不得不发明一种新的测量方法,将高维量子态的层析成像技术转化为适合其经典光类似物的语言和技术。结果是对经典纠缠光进行了新的层析成像,揭示了其超出标准二维的类量子相关性。
图4.?创建经典GHZ状态
用于从我们的激光器生成经典GHZ状态的实验装置,包括高维状态生成(激光),GHZ状态生成的核心步骤以及两个用于确认状态特性的测量步骤。a. 显示分别由虹膜(位于I1或I2)和SLM相位掩模(3π/ 2和π/ 2)执行的每个GHZ状态所需的所需路径和偏振变换。在b和c中,以图形方式将其解压缩以进行SLM调制,改变每个射线状态的偏振态和进行虹膜调制,从而将入射的四个波瓣减少到两个。d. 显示了对应于第一最大纠缠组ΦΦ±?的矢量束的结果,它们是通过实验和模拟获得的。箭头表示在OAM状态测量的测量阶段中偏振器的方向在层析成像测量(贝尔状态测量)中,仅通过偏振器和CCD摄像机即可推断出GHZ的八个状态。CCD摄像机移至不同位置并捕获干涉条纹以进行可见度计算。e. GHZ状态之一的空间最终轨迹,显示了两瓣结构。(OC输出耦合镜,DM二向色镜,PBS偏振分束棱镜,QWP四分之一波片,HR高反射镜,PR部分反射镜,SLM空间光调制器,CCD电荷耦合器件相机,P偏振片)该研究为创建和控制具有类量子特性的高维经典光提供了一种有力的方法,为在量子计量学、量子纠错和光通信中的激动人心的应用铺平了道路,并为激发量子力学的基础研究提供了很多途径。
本文来源:Yijie Shen et al, Creation and control of high-dimensional multi-partite classically entangled light, Light: Science & Applications (2021). DOI: 10.1038/s-021-00493-x
文章来源:《量子电子学报》 网址: http://www.lzdzxbzz.cn/zonghexinwen/2021/0412/756.html