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扭曲光推动量子通信的进展

   全面理解“扭曲”光可实现其在量子通讯领域的应用,科学家已经通过试验方法得出了光子的方位角维格纳分布特征。

  由于能推动量子通讯发展的潜力,扭曲光已经得到众多科学家的关注。作为扭曲光定义参数之一的轨道角动量(OAM)的离散特性,成为编码量子信息一个重要的方法。

  目前对编码至光子的最大OAM值并没有一定的基本限制,因此能促进更快的通信。

  为了描述扭曲光的特性,研究人员观察激光束以及按照特定角度旋转的该激光束副本之间的干涉所生成的图像,包括下面的“吃人豆(Pac-Man)”图形。

  罗切斯特大学的研究人员通过研究,全面描述了在OAM和方位角的共轭碱光子的横向结构。

  维格纳分布是一个通过两个共轭变量完整描述某系统的数学方程式,也就是通过海森堡不确定性原理连接的两个变量。博士后研究员Mohammad Mirhosseini以及其罗切斯特大学光学研究所合作伙伴通过研究证实了维格纳分布获得扭曲光纤的途径。

  科学家之前已经研究出了用来全面描述量子系统例如量子断层扫描或直接测量的波函数。Mohammad Mirhosseini表示,除了在量子通讯领域的潜在应用,扭曲光在在原子领域的用武之地尚待发掘。(文/Oscar译)

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