基于超表面的空间非局域性成像

Bell 非局域性既是纠缠的定义性特征，也是关键的量子信息资源。然而，由于空间分辨投影测试的测量成本迅速增长，在空间多模光子场中可视化和认证非局域相关性仍然具有挑战性。为了解决这个问题，我们构建了一种空间非局域性成像方案，通过集成执行并行偏振投影的超表面和量子自适应神经网络，直接揭示量子非局域性的空间分布。在 400 像素的双光子场上，使用每个像素每个基组平均仅 1.7 个检测到的符合对，实现了空间分辨的 Clauser--Horne--Shimony--Holt (CHSH) 测试。该方法产生了一个非局域性图像，映射了光学场上 Bell 违规的二维空间分布，并揭示了目标态相关的 Bell 违规空间演化。它为大规模 Bell 认证提供了一条高度资源高效的途径，并为在量子成像、量子网络和可扩展光子量子技术中利用空间多模纠缠开辟了新的可能性。