量子信息技术的新范式：手性量子光学的研究进展与应用（特邀）

Abstract

手性作为物质的基本特性之一，在物理、化学和生物系统中普遍存在。近年来，光与物质手性相互作用的研究取得了显著进展，为量子光学和量子信息技术开辟了全新的研究方向。在手性相互作用中，局域光场的偏振态与其传播方向紧密关联，从而实现了非互易的光-物质耦合。这一现象突破了传统量子光学中时间反演对称性的基本假设，催生了一系列全新的手性量子光学平台和技术，包括手性量子态传输、确定性自旋-光子界面，以及复杂量子网络的构建等。这些进展不仅推动了多量子态叠加操控和方向依赖态存储技术的发展，还为量子通信、量子计算和量子模拟等领域带来了重要突破。尽管如此，手性量子光学的广泛应用仍面临诸多挑战。例如，如何设计高效率的手性界面、抑制光子损耗，以及表征复杂系统中的手性相互作用，仍是亟待解决的关键问题。本文综述了手性量子光学领域的最新研究进展及其在量子信息科学中的应用，并深入探讨了未来可能的发展方向及其潜在影响。