量子技术的未来取决于对迷人的量子力学概念的开发——比如高维量子态。把这些状态看作是量子信息科学和量子技术的基本成分。为了操纵这些状态，科学家们转向了光，特别是一种叫做轨道角动量(OAM)的特性，它处理的是光在空间中的扭曲和转动。这里有一个问题:以确定性的方式用OAM制造超亮的单光子是一件棘手的事情。

　　现在，进入量子点(QDs)，一种具有巨大潜力的微小粒子。来自罗马萨皮恩扎大学、巴黎萨克雷大学和那不勒斯费德里科二世大学的一组研究人员将OAM和量子点的特点结合起来，在两种尖端技术之间架起了一座桥梁。他们的研究结果发表在同行评议的黄金开放获取期刊《高级光子学》上。

　　那么，创新在哪里?他们建造的这座桥可以灵活地用于两个目的。首先，它可以制造出在oam偏振空间内纠缠的纯单光子，研究人员可以直接对它们进行计数。其次，这个桥也可以制造出在量子世界中紧密相关的光子对。它们是纠缠在一起的，所以即使它们相距很远，每个光子态也不能独立于另一个来描述。这对于量子通信和加密来说是一件大事。

　　这个新平台有可能在粒子内部和粒子之间创造混合纠缠态，所有这些都属于高维希尔伯特空间。一方面，该团队已经实现了纯单光子的产生，其量子态在混合oam偏振域内表现出不可分性。通过利用几乎确定的量子源与q板(一种能够根据单光子偏振调整OAM值的设备)相结合，研究人员可以通过单光子计数直接验证这些状态，从而避免了对预告过程的需要并提高了生成速率。

　　另一方面，该团队还利用单光子的不可区分性概念作为资源，在混合oam偏振空间中产生具有纠缠的单光子对。罗马萨皮恩扎大学物理系量子信息实验室主任Fabio sciarino教授表示:“提出的灵活方案代表了高维多光子实验的进步，它可以为基础研究和量子光子应用提供一个重要的平台。”

　　简而言之，这项研究是我们追求更好的量子技术的一次飞跃。就像连接两个大城市一样。这种联系为量子计算、通信等领域开辟了令人兴奋的可能性。所以，请密切关注这一点——这不仅仅是科学;这是未来。

　　有关详细信息，请阅读superano等人的黄金开放获取研究原文，“基于轨道角动量的粒子内和粒子间纠缠态通过量子点源产生”Adv. Photon. 4(4) 046008 (2023)， doi 10.1117/1.AP.5.4.046008。

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