基于光子角动量的量子计算和量子密码研究

项目名称： 基于光子角动量的量子计算和量子密码研究

项目编号： No.11374008

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 张沛

作者单位： 西安交通大学

项目金额： 76万元

中文摘要： 光子角动量包含自旋（光的偏振）和轨道（光的横模）两部分。光子轨道角动量的由于其具有高维特性，加上近年来随着技术的进步，特别是支持高阶模式传输光纤的出现，其在量子信息和经典通信领域的研究越来越多的引起科学家的重视。本项目将在青年基金项目取得的基础上，进一步开展应用研究，主要利用光子的轨道角动量，辅助光子自旋角动量，实现高维量子计算和量子密钥分配。研究各种携带光子轨道角动量的激光模式的基本性质；同时，在量子计算方面，以双光子高维纠缠态为基础，首先实现两维的CNOT门，再实现高维量子逻辑门，进而实现高维量子算法，演示量子计算过程；在量子密钥分配方面，拟利用光子轨道角动量实现不需要对准参考系的量子密钥分配方案，并且开展高维密集编码的量子密钥和量子通信研究。该项目的开展，将为基于光子轨道角动量的量子计算和量子通信提供理论和实验基础。

中文关键词： 光子角动量；高维量子态；量子计算；量子密码；

英文摘要： The angular momentum of photon contains spin part and orbital part, which corresponding to polarization and helical mode, respectively. Because of the high-dimensional property, the orbital angular momentum has attracted more and more attentions with the

英文关键词： angular momentum of photon；high-dimensional quantum state；quantum computation；quantum cryptography；