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纳米“双光子工厂”问世！中国科研团队实现量子纠缠光源重大突破時間：2025-07-11 中国摄影新闻通讯社（记者 潘慧敏）广东消息：记者7月11日从中山大学获悉，该校物理学院王雪华、刘进教授团队在《自然》杂志再线发表了以其主导的最新研究成果。该团队提出了一种全新的腔诱导自发双光子辐射方案，在国际上率先实现与单光子辐射强度相当的自发双光子辐射，研发出保真度高达99.4%的按需触发式新型微纳量子纠缠光源。这一成果为新一代量子精密测量技术的发展，以及功能化光量子信息处理芯片的构建提供了关键支撑。
据了解，在20世纪60年代，研究人员就已提出自发双光子辐射的理论预言，但“双胞胎”光子的产生概率通常远远低于单光子产生概率，实验上几乎无法观测。近40年来，国际上众多研究团队进行了多种实验尝试，该领域仍未能取得实质性突破。如今，半导体的材料生长与器件加工技术的突破为自发双光子辐射的实验实现提供了关键支持。 论文第一作者刘顺发副教授开展量子光学测量实验。（受访者供图） 论文第一作者、中山大学物理学院副教授刘顺发表示：“我们设计了超高品质的光学微腔，并在微纳尺度上精细调控光子的产生过程。这种光学微腔为‘双胞胎’光子的产生搭建了专属通道，在实验中将双光子的辐射效率从小于0.1%提升到了约50%，从而使制备可控触发的纠缠光子对源成为可能。” 刘顺发形象地比喻：“我们就像在纳米尺度上打造了一个专门生产纠缠光子的工厂。”
该研究基于纳米尺寸的固态“人造原子”结构，提出了一种腔诱导的自发双光子辐射方案，在国际上率先实现了与单光子辐射强度相当的自发双光子辐射，成功制备出保真度高达99.4%的按需触发式新型微纳量子纠缠光源。这一指标意味着纠缠光子“心灵感应”的强度极高，也显示出这项技术在提升量子通信安全性、量子计算可靠性、量子计量精度等方面的巨大潜力。
《自然》杂志审稿人高度评价这一成果，认为其是“双光子研究领域的突破性进展”“实现了保真度创纪录的纠缠光子对”。 |
