自旋至轨道角动量量子态隐形传态的实时成像

量子隐形传态是一种过程，其中未知的量子态在共享纠缠态并进行经典通信的双分量量子系统的两个空间分离的子空间之间传输。对于光子态而言，由于无法利用线性光学进行双粒子完全贝尔态分析，该过程是概率性的。为了实现确定性隐形传态方案，有人提出利用单个粒子的其他自由度而非第三个粒子。这确实导致了一种新型确定性隐形传态方案，即所谓的混合隐形传态。在此，我们报道了首次实现从自旋到轨道角动量自由度的光子混合量子隐形传态。在我们的方案中，光子 A 的偏振态被传输至光子 B 的轨道角动量。通过增强型 CCD 相机对隐形传态的态进行实时可视化。通过执行量子态层析成像验证了隐形传态态的质量，确认平均保真度高于 99.4%。我们相信该实验为一种新型量子通信方式铺平了道路，其中加密和解密在自然不同的希尔伯特空间中进行，因此可能提供增强安全性的手段。