量子科技中心_量科网

该研究团队推导出了高度非局域光学光束的闭式解析量子速度极限（QSL）边界条件，这类光束的傍轴传播被映射为逆向（倒置）谐振子生成元。将纵向坐标z作为演化参数（传播距离），研究人员构建了传播算子，计算了Bures距离，并获得了解析的Mandelstam-Tamm和Margolus-Levitin边界，从而确定了达到预定模式可区分性所需的传播距离极限zPDL。这种距离域约束是量子力学中最小正交时间在经典光学中的对应概念。 该工作随后提出了一种紧凑的自散焦PDL光束整形器，可在毫米尺度内实现强横向模式转换。研究进一步表明，折射率、光束功率或温度的微小变化会以高杠杆效应影响zSL位置，这使得基于速度极限的计量技术可实现低至10^-7 RIU的折射率灵敏度以及1毫克量级的温度分辨率。这些成果搭建了距离域QSL几何学与实际光子学应用之间的桥梁。