量子科技發(fā)展迅速 推動(dòng)量子光源相關(guān)研究成果不斷增多

　　量子光源，是量子光學(xué)系統(tǒng)中產(chǎn)生光量子的裝置，作為光子源，其在量子光學(xué)系統(tǒng)中不可或缺。

 

　　量子光源的性能要求主要包括輸出功率穩(wěn)定、覆蓋波段范圍寬、響應(yīng)速度快、集成度高、可靠性高等。量子光源可以應(yīng)用在量子計(jì)算、量子通信等領(lǐng)域。量子計(jì)算調(diào)控量子信息單元進(jìn)行計(jì)算，能夠突破經(jīng)典算力瓶頸。量子通信利用量子計(jì)算為通信數(shù)據(jù)加密實(shí)現(xiàn)安全通信。

 

　　根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的《2025-2030年中國(guó)量子光源行業(yè)市場(chǎng)深度調(diào)研及發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告》顯示，量子科技擁有巨大研究與應(yīng)用價(jià)值，近年來，我國(guó)量子科技發(fā)展極為迅速，在全球市場(chǎng)中處于領(lǐng)先地位。為提高量子光學(xué)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可擴(kuò)展性，以及推動(dòng)量子計(jì)算、量子通信等技術(shù)規(guī)模化應(yīng)用落地，量子光學(xué)系統(tǒng)中各組件小型化、集成化發(fā)展是必然趨勢(shì)，因此小型化、集成化的量子光源研究極為重要。

 

　　量子光源芯片是量子光源小型化、集成化發(fā)展的重要方向之一，將光量子平臺(tái)與芯片技術(shù)相結(jié)合，使多個(gè)光子元器件集成在單個(gè)芯片上，具有結(jié)構(gòu)緊湊、穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。量子光源芯片的制造材料可以采用砷化鋁鎵、磷化銦、碳化硅、氮化硅、氮化鎵等。隨著科技不斷進(jìn)步，新型材料不斷應(yīng)用，量子光源芯片的兼容性、穩(wěn)定性、集成度等正在不斷優(yōu)化，成本也在不斷下降。

 

　　2023年4月，德國(guó)漢諾威大學(xué)、荷蘭特文特大學(xué)合作，研制出了一種完全集成在芯片上的能夠發(fā)射糾纏光子的量子光源，將量子光源尺寸縮小了1000多倍，相關(guān)成果發(fā)表于《Nature Photonics》。

 

　　新思界行業(yè)分析人士表示，在我國(guó)，2024年4月，電子科技大學(xué)、清華大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)所等機(jī)構(gòu)合作，在國(guó)際上首次將氮化鎵材料應(yīng)用于量子光源芯片研制中，通過迭代電子束曝光、干法刻蝕工藝，攻克了高質(zhì)量氮化鎵晶體薄膜生長(zhǎng)、波導(dǎo)側(cè)壁與表面散射損耗等技術(shù)難題，相關(guān)成果發(fā)表于《Physical Review Letters》。

 

　　除此之外，我國(guó)量子光源相關(guān)研究成果還有，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)與新加坡國(guó)立大學(xué)合作，首次利用新型二維材料NbOCl2的非線性過程實(shí)現(xiàn)了46nm超薄的量子光源；中國(guó)電科研制出一體式帶寬可調(diào)量子光源模塊，可應(yīng)用在量子通信系統(tǒng)的量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器（QRNG）中，突破了量子隨機(jī)數(shù)發(fā)生器小型化、芯片化的發(fā)展瓶頸。我國(guó)量子光源相關(guān)研究成果不斷增多，為量子科技發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

 

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