日前，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)史保森教授小組在高維量子中繼研究方向取得重要進展，在國際上首次實現(xiàn)光子軌道角動量糾纏的量子存儲，進一步證明了基于高維量子中繼器實現(xiàn)遠距離大信息量量子信息傳輸?shù)目尚行浴３晒?月4日發(fā)表在國際物理學(xué)權(quán)威期刊《物理評論快報》上。
　　光子的軌道角動量，產(chǎn)生于電磁波螺旋前進的波前，可以構(gòu)成一個無限維編碼的空間。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。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裕瑢崿F(xiàn)二維編碼態(tài)無法完成的量子信息協(xié)議。實現(xiàn)大信息量、長距離的量子信息傳輸，必須借助于量子中繼器，而量子存儲單元是構(gòu)成量子中繼器的核心，因此必須首先實現(xiàn)高維量子糾纏的存儲。盡管人們已成功實現(xiàn)了攜帶軌道角動量信息的單光子存儲，但到目前為止有關(guān)軌道角動量糾纏存儲方面的研究仍是一片空白。
      繼2013年在國際上首次實現(xiàn)攜帶軌道角動量的單光子存儲后，史保森教授和博士生丁冬生等最近又首次實現(xiàn)了光子軌道角動量糾纏在兩個存儲單元之間的存儲。他們利用兩個磁光阱“囚禁”了兩個冷原子團，在其中一個冷原子團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冷原子團中，從而實現(xiàn)了光子軌道角動量糾纏在兩個原子系綜之間的存儲。