基于超表面的贝尔态量子全息术

由亚波长纳米结构组成的超表面能够同时调控偏振态与波前相位,大幅提升了全息信息容量。基于这一特性,这项工作通过实验实现了贝尔态全息图——将不同全息图像编码至光子对的偏振纠缠贝尔态中,从而将全息技术拓展至量子领域。研究人员采用偏振复用电介质超表面生成同时受输入/输出偏振态调控的空间模式,使全息图案与双光子态形成纠缠。为表征这类量子全息图,该团队进一步开发了量子全息层析技术,以逐像素方式重构全息态的全密度矩阵。重构结果表明,密度矩阵全息图呈现出通过超表面与特定贝尔态相绑定的定制全息符号,各贝尔态分量间对比度的建立与理论预测完全一致。该框架将超表面光子学与量子态重构相统一,为基于全息编码量子光的高维量子通信、加密与信息处理提供了可扩展的实现路径。

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提交arXiv: 2025-10-15 22:15

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