量子科技中心_量科网

自发参量下转换产生的纠缠光子对具有丰富的空间纠缠结构，但传统测量手段往往难以对其进行探测。该团队展示了自旋-轨道光学元件可将这种空间结构转化为可直接观测的量子干涉图样。通过使用 \(q\)-板，研究人员证明了由一对非线性晶体产生的双光子态的相对波前曲率，可从符合成像的空间调制中恢复。基于这一原理，该团队引入了一种液晶超表面，可在光子场的横向截面上执行空间复用的贝尔测量。这种被称为克劳瑟-霍恩-西蒙尼-霍尔特（CHSH）板的器件，将不同的偏振投影分配给光束的不同方位角扇区，使得CHSH测试所需的十六次联合测量可在单次采集中同时实现。在该架构中，空间坐标充当选择测量环境的经典寄存器，而光子对则根据其发射方向对这些环境进行采样。该团队进一步证明，相同的测量概念可通过可编程空间光调制器实现，从而提供一种动态可重构的方案实现。研究结果表明，空间结构化光学元件可将贝尔测试转化为分布在横向平面上的并行测量，从而实现对空间变化纠缠的快速表征。该方法为结构化光量子测量、基于贝尔不等式的成像以及空间工程化纠缠光子源的研究开辟了新途径。