本发明提供了一种光束偏折超表面及量子传感器，光束偏折超表面包括超表面阵列，超表面阵列包括超表面单元；超表面单元包括衬底单元块和铜圆环；在任一个超表面阵列中，铜圆环的外径均相等，通过改变铜圆环的内径以改变对应的超表面单元的透射相位。本发明中的光束偏折超表面，实现了对于量子传感器中经常用到的耦合光和探测光起到调控作用，避免探测光出射时受到耦合光影响，整体结构简单，光束偏折超表面的造价成本较低，使得量子传感器具有较为广泛的应用场景；由于铜圆环是对称结构，使得其具有偏振无关性；对于探测光和耦合光来说，光束偏折超表面的透射率均保持在90％以上，保证所需光信号的高效传输。