一、從EPR佯謬到量子擦除：跨越百年的量子探索
    1935年，愛因斯坦等人提出的EPR佯謬掀開了量子糾纏的神秘面紗，而1991年Scully提出的量子擦除實驗，則通過“選擇性遺忘”光子路徑信息，巧妙揭示了量子世界的波粒二象性。如今，香港科技大學與英國?？巳卮髮W的聯合團隊，將這一抽象概念與超表面技術結合，首次實現了偏振-全息混合糾纏態(tài)的可視化操控，讓“光子記憶擦除”以全息圖像的形式直觀呈現。相關成果發(fā)表于《AdvancedPhotonics》2025年第2期。

    二、超表面：破解量子全息困境的“納米魔術師”
    在經典全息技術中，重建立體影像依賴固定光源與介質，而量子全息雖能通過糾纏光子對實現動態(tài)加密，卻受限于傳統光學元件對高維光場模態(tài)的操控能力。
    超表面——一種具有亞波長納米結構的平面光學器件——成為破局關鍵。研究團隊利用其幾何相位調控特性，為信號光子的左旋/右旋圓偏振態(tài)分別編碼了兩幅相位差π/2的全息圖“HDVA”。通過改良的Gerchberg-Saxton算法，他們在石英基底上制備了700nm×105nm的納米光柵陣列，相鄰區(qū)域的π/2相位階躍為后續(xù)量子干涉奠定了基礎。

    三、量子橡皮擦：從路徑信息到全息內容的“選擇性刪除”
    實驗中，信號光子的全息圖案與閑頻光子的偏振態(tài)形成“薛定諤疊加態(tài)”：當閑頻光子未被檢測偏振時，信號光子呈現四字母疊加態(tài)；而插入特定偏振片后，對應字母因“路徑信息暴露”發(fā)生相消干涉，如同被橡皮擦除。
    可視化驗證：如圖2（c）所示，水平偏振檢測下，“H”字母區(qū)域的干涉對比度降至-13.8dB（僅存4%原始亮度），而未擦除字母保持7.5dB清晰度，證實了對量子態(tài)的空間局域化精準操控。
    核心機制：通過坍縮閑頻光子的偏振自由度，誘導信號光子的兩幅全息態(tài)產生干涉，實現對特定全息內容的“選擇性擦除”，將量子擦除實驗從抽象的條紋觀測升級為具象的圖像消隱。

    四、從基礎研究到應用：量子全息的多維潛力
    1.量子通信加密：將全息圖相位差作為四維量子密鑰（誤碼率僅1.5%，遠低于18%的安全閾值），攻擊者即使截獲光子，也因缺乏相位關聯特性無法破譯，為高魯棒性量子通信提供新路徑。
    2.防偽技術革新：構建“經典振幅層+量子相位層”雙重驗證體系。仿冒者復制表面圖案時，因缺失量子糾纏特性，在量子擦除檢測中會暴露相位關聯的“漏洞”，形成不可偽造的防偽標識。
    3.基礎物理探索：超表面搭建的混合糾纏態(tài)平臺，為研究量子非定域性、高維量子態(tài)操控等基礎問題提供了小型化、可編程的實驗工具，推動量子光學器件向集成化發(fā)展。

    五、未來展望：當納米結構遇見量子世界
    目前，團隊正優(yōu)化超表面材料與相位調控方案，以降低光子損耗并提升器件集成度。這項研究不僅突破了傳統全息技術的靜態(tài)局限，更首次將量子擦除與圖像信息直接關聯，為“看得見的量子現象”打開了新窗口。隨著超表面技術與量子信息科學的深度融合，未來或許能實現動態(tài)加密全息投影、不可竊聽的量子通信網絡，甚至讓量子疊加態(tài)以更直觀的方式走進現實。
    從EPR佯謬的哲學思辨到超表面上的納米級操控，百年量子探索在微納尺度上綻放新的光彩。當光子的“記憶”可以被精準擦除與重構，我們不僅觸摸到了量子世界的神奇，更看到了其賦能未來科技的無限可能。