利用超薄光学器件高效表征多光子态

超表面利用平面光学实现多光子纠缠的产生与操控，为大规模光子量子信息处理提供了更高效的平台。在此，我们展示单个超表面光学器件可实现对多光子纠缠态（如阴影层析）的更高效表征，而此类表征通常需要对光学装置进行快速且复杂的控制以完成信息完备测量，这对传统光学而言是一项艰巨任务。此处紧凑且稳定的器件允许以更低的采样复杂度实现一般正算符值测量，并显著缓解实现阴影层析的实验复杂性。结合自学习与校准算法，我们在多光子纠缠重构中观察到显著优势，包括使用更少测量、具有更高精度以及对实验缺陷具有鲁棒性。我们的工作揭示了超表面作为高效表征多光子纠缠的有利集成光学器件的可行性，并为基于超薄光学器件的可扩展光子量子技术带来启示。