日前，中國科學技術大學史保森教授小組在高維量子中繼研究方向取得重要進展，在國際上首次實現光子軌道角動量糾纏的量子存儲，進一步證明了基于高維量子中繼器實現遠距離大信息量量子信息傳輸的可行性。成果2月4日發表在國際物理學權威期刊《物理評論快報》上。
光子的軌道角動量，產生于電磁波螺旋前進的波前，可以構成一個無限維編碼的空間。將光子編碼在軌道角動量空間，可以大幅度增加光子的信息攜帶量。利用光子的高維編碼態還可以提高量子密鑰傳輸的安全性，實現二維編碼態無法完成的量子信息協議。實現大信息量、長距離的量子信息傳輸，必須借助于量子中繼器，而量子存儲單元是構成量子中繼器的核心，因此必須首先實現高維量子糾纏的存儲。盡管人們已成功實現了攜帶軌道角動量信息的單光子存儲，但到目前為止有關軌道角動量糾纏存儲方面的研究仍是一片空白。
繼2013年在國際上首次實現攜帶軌道角動量的單光子存儲后，史保森教授和博士生丁冬生等最近又首次實現了光子軌道角動量糾纏在兩個存儲單元之間的存儲。他們利用兩個磁光阱“囚禁”了兩個冷原子團，在其中一個冷原子團制備了單光子與原子系綜之間的糾纏，然后將該光子存儲在另一個冷原子團中，從而實現了光子軌道角動量糾纏在兩個原子系綜之間的存儲。
