Inom optiskt fält finns för närvarande ett snabbt utvecklande fält, känt som strukturerat ljus. Som namnet antyder får det människor att se den mindre, mer kompakta, mer fokuserade bilden av ett brett synfält, mindre fotondetektering genom att ändra strukturen för "mönster" av ljus, såsom amplitud och fas och polarisering, skärning, skärning och etc. Ljus kan paketeras som en ny kommunikation med hög bandbredd. Som en skräddare, genom att skära vanliga tyger i olika mönster och typer.
Strukturerat ljus används i allt högre grad inom teknik. Till exempel använder poliser strukturerat ljus för att fotografera fingeravtryck i 3D-scener. Tidigare använde de tejp för att extrahera fingeravtryck, men nu kan de använda en kamera och digitalt krossa fingeravtryck, vilket gör att identifieringsprocessen kan börja innan officeren lämnar platsen. Följande bild visar ett strukturerat ljusmönster utformat för ytinspektion och en bågsvetsrobot utrustad med en kamera och en strukturerad laserljuskälla som gör det möjligt för roboten att automatiskt spåra svetsar (nedan).
Strukturerat ljus används i allt högre grad inom teknik. Till exempel använder poliser strukturerat ljus för att fotografera fingeravtryck i 3D-scener. Tidigare använde de tejp för att extrahera fingeravtryck, men nu kan de använda en kamera och digitalt krossa fingeravtryck, vilket gör att identifieringsprocessen kan börja innan officeren lämnar platsen. Följande bild visar ett strukturerat ljusmönster utformat för ytinspektion (uppe till höger) och en bågsvetsrobot utrustad med en kamera och en strukturerad laserljuskälla som gör det möjligt för roboten att automatiskt spåra svetsar (längst ner till vänster).
Frågan är hur man skapar och kontrollerar ljusets tillstånd och hur långt kan det pressas till sin gräns? Det vanliga verktyget för att konstruera ljuset i detta tillstånd kommer från lasrar, men eftersom komplexiteten hos den nödvändiga dedikerade lasern utmanas krävs vanligtvis anpassade geometrier och / eller element. Endast tvådimensionella paradigm av mönster och polarisering används, det betyder tillgång till tvådimensionellt klassiskt intrasslat ljus, härma kvantbitar av 1 och 0.
Nu publicerade forskare i Kina och Sydafrika nyligen en artikel i tidskriften Nature-Light. De rapporterade att de helt enkelt och direkt skapar godtyckligt dimensionellt kvantklassklass klassiskt ljus från lasrar. För första gången används mycket enkla lasrar som finns tillgängliga i de flesta universitetsundervisningslaboratorier för att visa åttadimensionellt klassiskt intrasslat ljus. Sedan fortsatte forskargruppen att manipulera och kontrollera detta kvantliknande ljus, vilket skapade det första klassiska intrasslade greenberg-horn-zerlinger (GHZ) tillståndet, en välkänd uppsättning högdimensionella kvanttillstånd.
Som visas i figuren används en enkel laser bestående av endast två standardspeglar för att producera högdimensionellt klassiskt intrasslat ljus, vilket återspeglar ett toppmodernt tillstånd, vilket skiljer sig från det populära exemplet på tvådimensionellt klocktillstånd.
Professor Forbes, chef för detta forskningsprojekt, sa :" Det är värt att notera att vi inte bara kan skapa ett så konstigt ljustillstånd, utan deras ljuskällor är så enkla som du kan föreställa dig, bara några kriterier som behövs ." Det vill säga människor inser att de viktigaste "extra" frihetsgraderna bara kräver en ny matematisk ram för att identifiera dem. Denna metod gör det möjligt att bilda alla kvanttillstånd genom att helt enkelt märka de vågliknande strålarna som genereras av lasern och sedan styra dem från utsidan med en rumslig ljusmodulator. På sätt och vis producerar lasern önskad storlek, medan efterföljande modulering och kontroll formar resultaten till något önskat tillstånd. För att bevisa detta producerade forskarna alla GHZ-tillstånd som sträcker sig över ett åttadimensionellt utrymme.
Ingen har någonsin skapat detta högdimensionella klassiska intrasslade ljus tidigare, så forskare måste uppfinna en ny mätmetod för att omvandla tomografitekniken i högdimensionella kvanttillstånd till ett språk och teknik, som är lämpliga för deras klassiska ljusanaloger. Resultatet är en ny tomografi av klassiskt intrasslat ljus, som avslöjar dess kvantliknande korrelation bortom den vanliga tvådimensionella.
Detta arbete är ett kraftfullt sätt att skapa och kontrollera högdimensionellt klassiskt ljus med kvantliknande egenskaper, banar väg för spännande tillämpningar inom kvantmerologi, kvantfelkorrigering och optisk kommunikation, och ger många fler mångsidiga ljusa klassiska ljus för grundforskning för att excite kvantmekanik.
