![](/static/home/images/w8.png)
李世康博士关于光学轨道角动量变换的论文在期刊《国家科学进展》发表
光子是编码经典信息和量子信息的优异载体,线性光学系统则是理想的光信息处理平台,可以对高维光学态进行可编程的矩阵运算,在新型光计算和量子计算领域有巨大的应用潜力。在量子光学领域,可实现通用量子门和投影测量;在经典光计算领域,可实现高速、低能耗的大规模并行计算。光学线性变换作为联系光量子操控与相干光计算的纽带,在两个领域中均具有重要的学术和应用价值。目前,光学线性变换架构主要采用的是Reck于1994年提出的路径域变换方案,但是该方案一方面无法推广到轨道角动量(OAM)等其它光学自由度,另一方面系统复杂度随维度呈平方增长,难以实现高维可编程光学矩阵运算。
针对目前路径域线性变换架构难以推广到其它光学自由度的问题,利用光学编码基之间天然存在的傅里叶关系,该工作提出并验证了一种通用的矩阵变换方案,可以同时满足通用和高维可扩展性,并且几乎内禀无损,实现了路径域和OAM域酉变换架构的统一。在路径域实验中,75组随机酉矩阵保真度97±2%,能量效率96±3%,在OAM域仿真研究了3~6维的酉矩阵,实现了路径域和OAM域两个自由度下酉变换架构的统一。论文中选取Hadamard矩阵作为研究重点,OAM域Hadamard矩阵又称OAM分束器(OAM beam splitter),是一种重要的量子操控手段,可用于观测OAM域Hong-Ou-Mandel(HOM)量子干涉现象,以及发展新的量子通信协议,例如OAM编码的测量设备无关量子密钥分发(measurement-device-independent quantum key distribution)。由于OAM编码基具有无穷维度的特性,本工作提出的OAM域酉变换架构有望推进对OAM域高维量子纠缠资源的开发和利用。
这一工作于2022年11月发表于《国家科学进展》(National Science Open, NSO),并将收录于“新型光电器件”专题,李世康博士是论文第一作者,冯雪副教授是论文通讯作者。
最新动态
黄翊东老师带队赴华灿光电(浙江)有限公司进行项目研讨2024-08-26
李永卓老师参加“第15届信息光学和光子学国际会议(CIOP2024)”并做邀请报告2024-08-22
博士生欧阳嘉毅关于可编程光学XY模型模拟机的论文在期刊Physical Review Applied发表2024-08-14
博士后冯翰祺关于基于自由电子与等离子体互作用产生太赫兹辐射的研究工作在期刊Advanced Photonics Nexus发表2024-08-10
张巍教授参加第22届国际光通信与网络会议并做邀请报告2024-08-06
黄翊东教授、博士生欧阳嘉毅参加第五届世界光子大会并做报告2024-08-02
黄翊东教授带队实验室师生9人 参加2024年国际纳米光电子学研讨会(iNOW)并做报告2024-07-30
博士生刘静远参加2024年量子密码学术年会并做报告2024-07-29
孙皓老师参加“2024前沿科学创新大会”并获得优秀青年编辑奖2024-07-27
博士生刘静远和任晓松参加2024年光电子与通讯国际会议(OECC 2024)并做口头报告2024-07-22
实验室2024年春季学期期末总结会圆满完成2024-07-18
基于拓扑优化等离子体超表面的角度不敏感光谱成像论文在Laser & Photonics Reviews上发表2024-07-13