高维空间模式的量子隐形传态：迈向图像传送器
光学
2021-12-09 v2 量子物理
摘要
量子隐形传态作为多种量子技术的核心，激发了广泛的研究活动，其中大多数聚焦于二维量子比特态。多级系统（qudit）有望在高维希尔伯特空间中升级并启发新的技术发展。然而，对于高维隐形传态，在线性光学方案中通常需要若干辅助光子。一个根本性的开放挑战在于，我们能否仅利用二分纠缠来实现 qudit 态的隐形传态。在此，我们展示了一种利用光子轨道角动量（OAM）的高维隐形传态。所谓的“完美涡旋”既被用于执行前置的纠缠浓缩以制备高维但最大化的 OAM 纠缠，也被用于基于和频生成执行保真的高维贝尔态测量（HDBSM）。我们在实验上针对一完备的三维互无偏基集合实现了平均隐形传态保真度 0.87880.048，例如，以三种特定的 HDBSM 结果为条件。更重要的是，我们通过利用全横向空间纠缠，成功实现了光学的量子图像隐形传态的首次实现。根据 ICCD 相机记录到的传送图像中的多像素视场，我们估算有效信道容量可达 \k{appa} > 100。我们的方案有望用于未来的大容量量子图像传输。
引用
@article{arxiv.2112.03764,
title = {Quantum teleportation of high-dimensional spatial modes: Towards an image teleporter},
author = {Xiaodong Qiu and Haoxu Guo and Lixiang Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.03764},
year = {2021}
}