中文摘要：

在量子信息领域，采用线性光学进行多比特量子信息处理吸引了许多研究者的兴趣。在通常的非线性晶体下转换过程中，如果泵浦光具有Laguerre-Gaussian的空间模式，下转换产生的信号光子与闲置光具有无穷维的轨道角动量的量子关联，这些无穷维的量子空间构成了一个连续的角动量变量（OAM）的量子纠缠。 以OAM基及偏振基为量子态的分量，采用线性光学元件实现了两个量子可控非门的逻辑操作。偏振基控制的可控OAM非门（P-CNOT）可以由两个偏振分束器和一个计算全息相位板来实现。OAM控制量子可控非门（OAM－CNOT）可以由两个50/50分束器和两个Dove棱镜组成，其中两个Dove棱镜间保持Pi/2的相对方位角。进一步，该量子可控非门可以用来产生偏振与OAM基的多光子最大量子纠缠态。作为研究的内容的扩展，我们在实验上首次观察了单光子、双光子及非局域双光子量子Talbot效应。双光子的量子Talbot效应并不象通常的双光子量子lithography一样呈现出亚波长的效应，而是表现出相应的Talbot长度的加倍。这和目前一些理论分析的结果不同。