4月21日消息（余予）來自中國科大的消息顯示，中國科大郭光燦院士團(tuán)隊(duì)在基于人工合成維度的量子模擬方面取得重要實(shí)驗(yàn)進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)李傳鋒、許金時(shí)、韓永建等人將攜帶不同軌道角動(dòng)量的光子（又稱為渦旋光子）束縛在簡并光學(xué)諧振腔內(nèi)，通過引入光子的自旋軌道耦合人工合成了一維的拓?fù)渚Ц?，為拓?fù)淞孔幽M開創(chuàng)了一種新的方法。
渦旋光子攜帶的軌道角動(dòng)量數(shù)目原理上可以無限，是構(gòu)建人工合成維度的理想載體。
在人工合成維度的量子模擬研究方面，中科院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的周正威教授研究組早在2015年就首次理論提出基于人工合成光子軌道角動(dòng)量維度實(shí)現(xiàn)量子模擬的方案。李傳鋒、許金時(shí)等人在這一方向上進(jìn)行了長期的實(shí)驗(yàn)探索，先后搭建了基于平面鏡、球面鏡和橢球面鏡的簡并光學(xué)腔，實(shí)現(xiàn)腔內(nèi)超過46階軌道角動(dòng)量模式的諧振。
在此基礎(chǔ)上，研究組創(chuàng)造性地在駐波簡并腔中引入具有各向異性的液晶相位片（如圖a所示），實(shí)現(xiàn)腔內(nèi)渦旋光子軌道角動(dòng)量和光子自旋（即偏振）的耦合。腔內(nèi)光子所攜帶的軌道角動(dòng)量是整數(shù)分立的，與一維離散晶格相對(duì)應(yīng)。因此攜帶不同軌道角動(dòng)量的光子可以等效為位于不同晶格格點(diǎn)上的準(zhǔn)粒子，并通過自旋自由度將具有不同軌道角動(dòng)量的光子耦合起來，從而模擬粒子在不同晶格格點(diǎn)之間的來回躍遷（如圖b所示）。
實(shí)驗(yàn)裝置與理論模型示意圖：a. 簡并光學(xué)諧振腔b. 人工合成光子軌道角動(dòng)量晶格（圖片
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