基于超材面的双基极偏振光束分离器：用于高效纠缠探测

纠缠探测是量子计算、密钥分配和网络通信中必不可少的技术。传统的 Bulk 光学方法需要在多个偏振基底上顺序式重新配置，限制了其效率和可扩展性。我们提出一种基于超材面的分析器，能够通过将双基 (σ_z 与 σ_y) 进行同时映射到正交空间模式，从而实现对纠缠探测所需的两个光子关联测量 ⟨σ_z ⊗ σ_z⟩ 与 ⟨σ_y ⊗ σ_y⟩ 的直接获取。该超材面设计利用各向异性和几何控制，使其构成原子能够独立施加线性与圆形相位延迟，产生偏振相关的光束偏转，从而分离 H/V 与 R/L 分量。该方法相较于顺序式分析可减半测量开销，同时提供紧凑、可集成的芯片级量子光子学平台。本方案为高效纠缠验证提供了实现路径，适用于量子密钥分配、量子中继器及可扩展量子网络等场景。