1. 高维光量子的纠缠分发与密钥分发

光子因其自身的量子特性以及不易受环境干扰的特性，被广泛应用于量子信息领域的基础研究和应用演示中。量子信息技术有两大重要应用方向：量子通信与量子计算。其中，量子通信可以利用量子态的不可克隆性和纠缠态的非定域性等基本量子力学特性，实现由物理规律保证的绝对安全性。也正因为如此，量子通信正在成为一个世人瞩目的新兴领域。它的发展为实现保密通信提供了强大驱动力，也为探索量子力学创造了新的契机。

高维量子通信具有更高的信息容量、更大的抗克隆难度以及更强的抗噪能力等特性，有助于提升量子通信性能，是量子通信领域的备受瞩目的发展方向。本团队围绕“高维量子态的光纤传输”开展系列研究，主要包括以下几方面。

(1) High-dimensional and multi-dimensional entanglement distribution

(2) High-dimensional quantum key distribution over fiber

(3) Chip based quantum key distribution over fiber

2. 高维量子逻辑门

量子计算是量子信息技术的另一大应用领域。类似于传统计算机和逻辑电路，量子逻辑门是实现量子计算的基本单元。光量子计算平台具有高速、低延迟、低损耗等特点，可以对特定问题的求解进行指数级加速。本团队着重研究基于空间模式的高维光量子逻辑门以及可重构的硅基光波导光量子逻辑线路。

(1) High-dimensional spatial mode quantum gates

(2) Reconfigurable quantum circuits on chip