原子系综中任意完美庞加莱态的光学存储
量子物理
2023-07-19 v1 光学
摘要
光子固有的自旋角动量（SAM）和轨道角动量（OAM）表现为偏振和空间自由度（DOF），在经典与量子信息处理中具有大容量应用前景。为使光子的自旋与轨道动力学特性强耦合，庞加莱态被提出，并在数据复用、信息加密、精密计量与量子存储中具有优势。然而，由于拉盖尔-高斯光束的横向尺寸强烈依赖于其拓扑荷数 ，不同空间模式的光-物质相互作用差异显著，导致非对称庞加莱态难以存储。本文中，我们利用完美光学涡旋实验实现了具有任意 OAM 量子数的完美庞加莱态的存储，其中 121 个任意选取的完美庞加莱态以高保真度被存储。所报道的工作在光通信与量子网络中因信息编码灵活性的显著提升而具有广阔前景。
引用
@article{arxiv.2307.05008,
title = {Optical Memory for Arbitrary Perfect Poincar\'e States in an Atomic Ensemble},
author = {Lei Zeng and Ying-Hao Ye and Ming-Xin Dong and Wei-Hang Zhang and En-Ze Li and Dong-Sheng Ding and Bao-Sen Shi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.05008},
year = {2023}
}