一個僅由兩個標準反射鏡構成的簡單鐳射器用於產生高維經典糾纏光，這是一種最新的技術狀態，與二維貝爾狀態的流行範例有所不同。該方法將內部生成，原理上不受限制的原理與外部控制相結合，從而可以模製使用者定義的狀態。這裡顯示的是二維Bell（左）和高維狀態（右）的示例，其中包括著名的GHZ狀態。圖片來源：陳一傑，以撒·納佩，楊錫林，邢福，馬裡恭，達里爾·奈多和安德魯·福布斯

裁切光就像裁縫布，切割和剪裁以將平淡的織物變成具有所需圖案的織物一樣。在光的情況下，剪裁通常是在空間自由度上進行的，例如其幅度和相位（光的“圖案”）及其偏振，而切割和剪裁可以透過空間光調製器和類似。這個迅速發展的領域被稱為結構化光，它正在限制我們可以做的光的極限，使我們能夠看到更小，更緊湊的焦點，更寬視野的影象，更少光子的探測以及將資訊打包成光新的高頻寬通訊。結構光也已用於測試經典量子邊界，從而突破了經典光對量子過程的作用極限，反之亦然。這為創造具有類似量子性質的經典光提供了一種有趣的可能性，就好像它是“經典地糾纏”的一樣。但是，如何建立和控制這種光狀態，又可以將極限推到多遠呢？

用於構造來自鐳射器的光的主流工具因所需的專用鐳射器的複雜性而受阻，通常需要定製的幾何形狀和/或元素，而僅使用圖案和偏振的主流二維範例意味著訪問二維經典糾纏光，模仿1和0的量子量子位。一個例子就是眾所周知的量子鐘形，如圖1所示（左），經典光表現為向量結構光，結合了“圖案”和“偏振”兩個自由​度。這兩個自由度模擬了量子位量子態的兩個維度。要建立更高的尺寸，需要在看似僅限於兩個的系統中找到更多的自由度。

中國和南非的科學家在他們的論文“高維多粒子經典糾纏光的建立和控制”中報告瞭如何直接從鐳射中建立任意維的量子類經典光。他們使用大多數大學教學實驗室中可用得非常簡單的鐳射來顯示八維經典糾纏光，這是一個新的世界紀錄。然後，他們繼續操縱和控制這種類似量子的光，建立了第一個古典糾纏的格林伯格-霍恩-澤林格（GHZ）狀態，這是一組相當著名的高維量子態，如圖1所示。

清華大學的陳博士說：“理論家們長期以來就提出了類量子光可以實現的所有應用，但是缺少任何建立和控制步驟阻礙了任何進展。現在，我們已經展示瞭如何克服這一障礙。”大學（現為南安普敦大學高階研究員），論文的主要作者。

傳統上，來自鐳射器的奇異結構光需要同樣奇異的鐳射系統，或者具有定製元素（例如元表面）或定製幾何形狀（例如基於拓撲光子）。作者製造的鐳射器僅包含增益晶體，並且遵循教科書設計，僅帶有兩個現成的反射鏡。他們的優雅解決方案本身就是建立在嵌入量子力學的原理之上：射線波對偶。利用所謂的射線波對偶鐳射器，作者可以透過簡單的長度調整來控制鐳射器內部的路徑和偏振。

根據專案主管福布斯教授的說法，“值得注意的是，不僅我們可以建立如此奇特的光狀態，而且它們的光源就像您所能想象的一樣簡單，僅需幾個標準就可以了。鏡子。” 作者意識到關鍵的“額外”自由度就在他們眼前，只需要一個新的數學框架就可以識別它們。該方法允許透過簡單地標記由鐳射產生的波狀射線，然後用空間光調製器從外部控制它們，將其成型以形成原理，來建立任何量子態。從某種意義上說，鐳射產生了所需的尺寸，而隨後的調製和控制則將結果塑造成某種所需的狀態。為了證明這一點，作者製作了所有GHZ狀態，

由於沒有人創造過這種高維經典糾纏光，因此作者不得不發明一種新的測量方法，將高維量子態的層析成像技術轉化為適合其經典光類似物的語言和技術。結果是對經典糾纏光進行了新的層析成像，揭示了其超出標準二維的類量子相關性。

這項工作為建立和控制具有類量子特性的高維經典光提供了一種有力的方法，為在量子計量學，量子誤差校正和光通訊以及令人興奮的量子力學基礎研究等激動人心的應用中鋪平了道路。更通用的明亮古典光。