旋涡光学与轨道角动量高维编码量子通信研究

• 作者: 刘颂豪 张文杰 张程贤 范榕华 郭建军 郭邦红
• 来源期刊: 华南师范大学学报（自然科学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 量子通信技术 光学旋涡 轨道角动量 高维编码 误码率
• 年，卷（期）: 2015,（4）
• 所属期刊栏目: 特约综述
• 页码范围: 1-7
• 页数: 7页
• 分类号: O431.2|TN929.1
• 字数: 3576字
• 语种: 中文

摘要

阐述了光学旋涡的物理本征态、产生与调控技术，总结了基于OAM（ Orbital Angular Momentum）调制的高维编码QKD以及OAM和自旋角动量（ Spin Angular Momentum，SAM）的制备方法．利用I类相位匹配BBO晶体经自发参量下转化获得信号光子和闲置光子OAM纠缠光子对；采用SAM和OAM自由度转换器件，将SAM转化为OAM．另外，运用空间光调制器（ Spatial Light Modulator，SLM）作为OAM纠缠态的“后选择”联合调制器，基于该单元技术提出基于OAM改进的BB84 QKD系统、SAM－OAM混合纠缠量子态的QKD系统，并提出三光子纠缠W态的制备方案．结果表明，编码信息量达log2（m＋2）比特（m为l的可取值个数），有望实现可扩容量子比特的安全通信，具有高维度、强纠缠特性与抗比特丢失能力，实验中单元技术对进一步增加量子通信信道复用能力和改善网络安全性具有十分重要的意义．