大气湍流中经典与量子光学斯格明子的拓扑鲁棒性

经典与量子结构光束在复杂介质中的退化问题,已成为其在通信、能量传输、成像和传感等一系列实际应用中的关键障碍。大气湍流因其复杂的相位结构和动态变化特性成为典型范例,这促使学界亟需寻找光场中的不变量特征。该研究团队构建了经典与量子光学斯格明子,并使其通过实验模拟的大气湍流环境,从而揭示了其结构中蕴含的拓扑鲁棒性。在量子领域,研究发现虽然斯格明子的纠缠度会减弱,但其拓扑特征仍保持稳定。经典体系中也存在类似现象:虽然介质的干扰会导致矢量结构紊乱,但斯格明子凭借其固有的拓扑保护机制依然保持稳定。实验数据得到了严格解析模型和数值模拟的验证,证实这种拓扑行为的量子-经典等效性源于态的非可分离特性与信道的单向性本质。该工作模糊了拓扑语境下经典与量子的界限,为地面及星地通信网络等噪声信道中的信息鲁棒性研究开辟了新路径。

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