【技术实现步骤摘要】
一种轨道角动量纠缠测量方法、系统及设备
[0001]本专利技术涉及量子态层析
,特别是涉及一种轨道角动量纠缠测量方法
、
系统及设备
。
技术介绍
[0002]轨道角动量由于具有离散的和无界的希尔伯特空间优势,是实现高维纠缠的理想资源
。
这种高维纠缠不仅能有效地提高信息量,而且还能抵抗更多的环境噪声
。
然而,高维轨道角动量纠缠的检测和表征仍然具有挑战性
。
[0003]传统的量子态层析方法都需要选取多组不同的测量基矢对未知量子态进行大量的投影测量
。
尤其是,随着维度的增加,测量的次数以几何形式增长,所需的计算时间也大大增加,使得高维纠缠态的层析变得越来越繁琐和困难,甚至是不能完成的任务,存在测量效率低的问题
。
技术实现思路
[0004]本专利技术实施例的目的是提供一种轨道角动量纠缠测量方法
、
系统及设备,以提高轨道角动量纠缠测量的效率
。
[0005]为实现上述目的,本专利技术实施例提供了如下方案:
[0006]一种轨道角动量纠缠测量方法,包括:
[0007]获取高维轨道角动量纠缠态;所述高维轨道角动量纠缠态包括:信号光子和闲频光子;所述信号光子和闲频光子一一对应;
[0008]将所述信号光子依次投影到第一叠加态和第二叠加态上,同时,与所述信号光子对应的闲频光子塌缩,得到塌缩状态;
[0009]根据所述塌缩状态,得到两幅空间模式
【技术保护点】
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.
一种轨道角动量纠缠测量方法,其特征在于,包括:获取高维轨道角动量纠缠态;所述高维轨道角动量纠缠态包括:信号光子和闲频光子;所述信号光子和闲频光子一一对应;将所述信号光子依次投影到第一叠加态和第二叠加态上,同时,与所述信号光子对应的闲频光子塌缩,得到塌缩状态;根据所述塌缩状态,得到两幅空间模式图像;将所述两幅空间模式图像输入到训练好的量子态层析模型中进行计算,得到轨道角动量纠缠测量的表征结果
。2.
根据权利要求1所述的轨道角动量纠缠测量方法,其特征在于,所述高维轨道角动量纠缠态在高斯光束泵浦非线性晶体的自发参量下转换过程中产生,具体包括:其中,
|l>
s
表示自发参量下转换过程中所产生的量子数为
l
的信号光子
(s)
的轨道角动量态;
|l>
i
表示自发参量下转换过程中所产生的量子数为
l
的闲频光子
(i)
的轨道角动量态;
|l>
表示拓扑荷为
l
且径向指数为零的拉盖尔
‑
高斯模;
α
l
≥0
为直积态
|l>
s
|
‑
l>
i
的振幅;
φ
l
∈[0,2
π
)
为直积态
|l>
s
|
‑
l>
i
的相位,且满足归一化条件的相位,且满足归一化条件表示信号光子处于
|l>
s
而闲频光子处于
|
‑
l>
i
的概率
。3.
根据权利要求1所述的轨道角动量纠缠测量方法,其特征在于,将所述信号光子依次投影到第一叠加态和第二叠加态上,具体包括:采用空间光调制器上的两幅全息光栅,得到所述第一叠加态和第二叠加态;具体公式为:为:将所述信号光子依次投影到第一叠加态和第二叠加态上进行测量;其中,
M
l
表示第一叠加态的归一化复系数,
K
技术研发人员:李勇男,赵嘉娴,黄双印,李逸,涂成厚,王慧田,
申请(专利权)人:南开大学,
类型:发明
国别省市:
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