光子角动量解耦脉冲的物理实现研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61307062
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    24.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0502.光子与光电子器件
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Photon angular momentums, including spin angular momentum (SAM) and orbital angular momentum (OAM), have many promising applications in quantum communication. However, since photons always couple with the external environment in propagation, the coherence of the photons will be degraded during this process. Therefore, photon decoherence has been a major obstacle for quantum communication. For the solid-state quantum systems, researchers have achieved great success in developing dynamical decoupling techniques to suppress decoherence. The basic "component" of the dynamical decoupling is decoupling pulse. Our project will apply the idea of dynamical decoupling to suppress photonic decoherence. To achieve dynamical decoupling for the photons, we need to physically construct decoupling pulses which is suitable for photons. We plan to investigate the physical realization of decoupling pulses for both SAM and OAM, and optimize the experimental error. For OAM, we first achieve any unitary operator on 1-order Laguerre-Gaussian mode poincare, then we design a mode converter, according to optic principle of cylinder lens, to realize the decoupling pulse. For SAM, the impact due to the error of system is analysed and a scheme will be designed to reduce the impact. Our project will deepen the understanding of photon orbital angular momentum with the multi-level nature, as well as provide the theoretical and technical supports for the potential application in quantum communication.
光子(自旋及轨道)角动量在量子通信中具有广泛的应用前景,但光子在传输过程中,与外界环境总存在耦合,导致光子发生退相干,成为光量子通信的重要障碍。动态解耦技术在固态量子系统中成功地抑制了系统退相干,它的基本"部件"是解耦脉冲。本项目计划用玻片、柱面透镜等光学元件构造出适用于光子角动量的解耦脉冲,从而达到在光子系统中运用动态解耦抑制退相干的目的。分别在光子轨道和自旋两个自由度中,研究解耦脉冲的物理实现,并针对实验误差进行优化。在光子轨道角动量自由度中,利用模式转换器等元件实现对1阶拉盖尔-高斯模Poincare球的任意么正变换。在此基础上,根据光学设计原理设计出适用于抑制光子轨道角动量退相干的模式转换器。在光子自旋角动量自由度中,分析由玻片组成的解耦脉冲由于实验误差而引入的影响,并设计减少影响的方案。本项目为拓展光子角动量在未来量子通信等领域中的潜在应用提供理论和技术支持。

结项摘要

光子是量子信息的载体之一,项目在理论方面,研究了利用光子几何相位调控光子的自旋角动量、轨道角动量;在实验上,实现了几何相位对偏振光、涡旋光的调控。分别在光子轨道和自旋两个自由度中,研究解耦脉冲的物理实现,在光子轨道角动量自由度中,利用偏振状态的几何相位实现对1阶拉盖尔-高斯模Poincare球某一方向的幺正变换。本项目为拓展光子角动量在未来量子通信等领域中的潜在应用提供理论和技术支持。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
连续变量贝尔非局域的猝灭与复苏
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Int J Theor Phys
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    廖长庚;苏志锟
  • 通讯作者:
    苏志锟
两个量子通道的隐形传态
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    International Journal of Theoretical Physics
  • 影响因子:
    1.4
  • 作者:
    李娜;朱传云;任翠文;韩定安
  • 通讯作者:
    韩定安
用波片实现的光量子比特旋转的误差分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    International Journal of Theoretical Physics
  • 影响因子:
    1.4
  • 作者:
    谢嘉宁;李娜;朱传云;韩定安
  • 通讯作者:
    韩定安
用计算全息图制备OAM量子态
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    佛山科学技术学院学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    谢嘉宁;朱传云;李娜;余奕聪
  • 通讯作者:
    余奕聪
二维PT复数周期光格子中的缺陷孤子
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    Optics Communications
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    陈国杰;吕健滔;Dumitru Mihalache;何影记
  • 通讯作者:
    何影记

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其他文献

其他文献

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相似海外基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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