基于腔光力系统的量子纠缠理论及应用研究

智汇未来,多维探索
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直播盛宴,独家分享
追光智汇,汇聚智慧之光,这里不仅有前沿资讯、深度洞察,为你开启知识大门,更有科研新秀、学术大咖,与你携手探寻科技奥秘。追光智汇栏目自推出以来备受瞩目,2025年7月30日,追光智汇直播间精彩不停,邀请到电子科技大学基础与前沿研究院量子物理与工程实验室蔡淇智博士与伙伴们继续追光同行,开启一场有关基于腔光力系统的量子纠缠理论及应用研究的精彩之旅。
腔光力系统因其独特的光力相互作用机制,成为探索量子物理基本问题和有助于量子信息技术开展的重要平台。其中,量子纠缠——尤其是陆续在变量量子纠缠,以其抵抗退相干能力强、自由度丰富等优势,在量子信息技术中展现出广阔的应用前景。现在,基于腔光力系统的量子纠缠研究沿两个维度迅速开展:在单系统层面,顺利获得建立多个模式之间的耦合并提高系统集成度,以构建高集成度的多模纠缠源;在复合系统层面,构筑不同物态之间的异质耦合体系,以实现纠缠维度的拓展。纳米梁光子晶体凭借其较高的单光子光力耦合和高度集成等优势,正成为高集成度腔光力系统研究的前沿,然而,对于其所涉及的多模纠缠机理及器件设计方案,现在仍缺乏深入系统的研究;另一方面,新兴的激子腔光力系统以及腔磁子系统作为典型的复合量子系统,其量子纠缠特性亟待系统性探究。结合上述开展趋势与研究中有待完善的环节,本报告第一时间以纳米梁光子晶体腔光力系统作为研究对象,分别从器件设计、动力学行为描述以及纠缠度量三个层面,递进地研究了单个纳米梁腔内光力模式的两体纠缠、腔外行波光学模式的两体纠缠、腔内光学模式的三体纠缠,并进一步将三体纠缠的研究方法推广至激子腔光力系统,研究了腔内激子模式之间的三体纠缠。随后,基于上述理论研究方法,介绍在腔磁子系统中光与微波纠缠产生方案,并展示了该量子资源在量子照明应用中的优越性。
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