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美国学者演示纠缠辅助的量子增强长基线望远镜

近期,哈佛大学Mikhail Lukin教授团队及其合作者在量子网络与精密测量领域取得了突破性进展。该团队利用集成在金刚石纳米腔中的硅空位色心(SiV)量子存储器,在实验室模拟的弱相干光源条件下成功构建了一个新型量子增强干涉测量系统。这项工作在实验室内通过引入总长度为1.55公里的光纤验证了高保真非局域相位测量的可行性,这一长度已达到目前最先进光学望远镜阵列基线长度的5倍。这不仅标志着基于量子网络的分布式传感技术迈向实用化,也为未来构建超长基线量子望远镜阵列、实现深空光学探测和高灵敏生物显微成像提供了关键的实验依据。相关论文于2月25日以“Entanglement-assisted non-local optical interferometry in a quantum network”为题发表在国际权威学术期刊《自然》(Nature)。© Nature 突破经典瓶颈:弱光干涉的“量子解药” 在天文物理和生物成像等领域,光学干涉测量是获取高空间分辨率的核心手段。然而,对于微弱的遥远星光,直接干涉法面临光纤传输中的指数级光子损耗;而采用本地振荡器(LO)的局域测量方案在弱光极限下无法区分信号光子与真空涨落,使得有效干涉事件的发生概率随信号光强呈二次衰减(∝μxad2sig)。本文提出的纠缠辅助非局域预报方案,通过预先共享的量子纠缠筛选真实光子到达事件,使干涉测量的信噪比标度从经典的二次标度提升为线性 (∝μsig),在极低光子数区间实现决定性的量子优势。 为了突破这一局限,理论物理学家曾提出利用量子网络来“远程传送”电磁场量子态。通过预先生成的量子纠缠,可以在不获取“路径信息”的情况下探测信号光子的到达,从而过滤掉无用的真空涨落。 图1:当来自遥远天体(如恒星或系外行星)的光到达不同位置的探测站时,由于入射角度的不同,光子到达各站的时间会产生微小差异,这体现为相位差φ。通过精确测量这个相位差,可以推断出遥远天体的角直径、表面形貌、甚至轨道参数等空间信息。 核心技术:SiV量子存储器与非局域预报 哈佛大学团队在本次研究中,利用金刚石腔量子电动力学系统(SiV-cavity)构建了量子网络节点。该系统的核心优势在于其拥有长寿命的电子与核自旋量子存储器以及高效的光子接口。图2:SiV间的并行纠缠产生 该实验协议包含三个关键环节 : 高效并行纠缠生成:该研究摒弃了传统的串行方案,改用并行纠缠协议。通过将两个SiV站点接入马赫-曾德尔干涉仪构型,使弱光脉冲能同步分发并触发自旋-光子交互。这种架构改进极大地优化了实验循环效率,使核-核纠缠生成速率成功提升至传统方案的7.5倍。图3:光子模式擦除和光子预报示意 光子模式擦除(Mode Erasure):通过将入射信号与本振(LO)相干光在分束器上混合,并根据探测结果进行反馈操作,成功擦除了光子的空间/时间路径信息,从而保留了相位差。 非破坏性光子预报(Non-destructive Heralding):利用核自旋存储器保存相位,并通过两个站点中电子自旋的奇偶校验测量,在不破坏相位信息的前提下,“预报”信号光子的捕获情况。 实验结果:刷新纪录的1.55公里基线 通过非局域预报技术,干涉可见度从无预报状态下的0.031显著提升至0.090。研究团队进一步将光纤链路扩展至1.55公里。由于在纠缠生成后所有操作均为局域执行,该方案展现了极强的可扩展性。这一距离已是目前世界上先进的光学望远镜阵列(如CHARA阵列,基线330米)基线长度的5倍。图4:非局域相位传感总协议的线路图 展望: 这项工作不仅验证了量子存储器在非局域传感中的核心作用,还为未来的量子互联网应用打下了基础。但需要强调的是,该工作实现的“1.55公里基线”源自实验室内两个节点之间的光纤延迟链路,而非空间上真实相距1.55公里的独立观测站点,因此当前成果仍属于原理性验证阶段,距离真实星光干涉和实际天文望远镜阵列应用尚存在显著差距。 量子增强望远镜技术迈向实用化仍需克服显著的系统局限,包括纠缠态保真度、探测与模式匹配效率不足,以及有效预报事件发生率较低(约10 mHz)、总体光子效率约30%和有限的光谱带宽等问题。未来需通过引入量子中继、纠缠多路复用以及高效率相位型自旋-光子门来提升速率与性能,并利用多量子比特寄存器实现复杂信息的提取,最终有望在系外行星探测、深空通信及基础物理检验等弱信号探测领域实现变革。 论文链接:https://www.nature.com/articles/s41586-026-10171-w

来源:Nature发布时间:2026-03-04
上海泓格后量子再获上市公司投资

C114讯 3月2日消息(云青)据天眼查动态,科创板上市公司兴图新科新增一起对外投资事件,被投资公司为上海泓格后量子科技有限公司,法定代表人赵运强,投资占比为2.9%。 资料显示,兴图新科成立于2024年,是湖北省第一家科创板上市企业、湖北省军民两用的领军企业,是以视频和网络为核心的智能系统产品供应商和综合解决方案提供商。业绩快报显示,兴图新科2025年实现营收1.46亿元,同比下降4.29%;净亏损6377万元,相比2024年减亏1690万元。 据量子大观了解,上海泓格后量子由上市公司格尔软件于2023年投资设立,专注于后量子密码算法研究与应用,已掌握基于格密码、多变量、哈希签名等主流后量子密码技术路线。 在兴图新科入股前,科创板上市公司国芯科技也投资了上海泓格后量子,持有其9.6999%的股权(通过全资子公司上海领晶量子科技有限公司)。

来源:C114通信网云青发布时间:2026-03-02
国盾量子调入科创50指数

C114讯 2月28日消息(南山)2月27日盘后,上海证券交易所与中证指数有限公司联合发布公告称,决定调整科创50等指数样本,于2026年3月13日收市后生效。 其中,量子科技上市公司国盾量子调入科创50指数。 资料显示,科创50指数主要从科创板上市股票中选取市值大、流动性好的50只证券作为样本,反映科创板市场最具代表性的50只股票价格表现,其编制规则涵盖样本选取、调整机制、计算方法等多个维度。 截止发稿,国盾量子市值为697.51亿元。相比一年之前,国盾量子股价大涨超过140%。自2024年初以来,国盾量子累计涨幅超过400%。 国盾量子27日发布的2025年业绩快报显示,公司实现营业总收入3.1亿元,同比增长22.53%;归母净利润539.19万元,实现扭亏为盈;扣非净利润-4380.21万元,同比减亏1883.79万元。

来源:C114通信网南山发布时间:2026-02-28
国仪量子披露IPO细节:合理预期2026年实现盈利

C114讯 2月28日消息(云青)去年12月,上交所官网披露了国仪量子科创板IPO申请,拟募资11.69亿元,投资高端科学仪器产业化项目、量子技术发展研究院建设项目、应用中心网络建设项目。 据此前披露,国仪量子2022年-2024年实现营收1.51亿元、4.00亿元、5.01亿元,2025年上半年营收1.71亿元;扣除非经常性损益后归属于母公司所有者的净利润分别为-1.68亿元、-1.69亿元、-1.04亿元和-7394万元。 近日,上交所官网披露了国仪量子对审核问询函的回复,揭开了IPO计划的更多细节。 在控股股东和实际控制人方面,国仪量子表示,贺羽、荣星合计控制公司34.87%股份的表决权,科大控股、树华科技、高瓴著恒(及其一致行动人)依次持有公司14.75%、8.43%、6.42%股份。 其中,2025年4月,国仪量子发起人之一、中科院院士杜江峰应组织部门要求,对外转让了所持国仪量子全部股份(14.75%)。 在技术来源和研发能力方面,国仪量子强调,公司拥有的各项专利技术与中国科学技术大学不存在纠纷。公司源自中国科学技术大学中科院微观磁共振重点实验室的知识成果转化,并以自旋共振技术作为公司演进与研发的起点,在创业历程中通过自主研发、投资新设和并购等方式延伸并形成当前的业务格局。 截至目前,国仪量子共获授权境内专利461项、境外专利3项,其中发明专利169项,实用新型专利221项,发明专利中共152项原始取得,17项继受取得;实用新型专利中共211项原始取得,10项继受取得。 对于“仪器设备单价较高、客户短期复购率较低”的问询,国仪量子回应称,其主要客户为境内外高校科研院所及企业,客户群体广泛且分散。报告期内,公司客户集中度和复购率低,主要系高端科学仪器具有技术集成度高、使用寿命长、产品附加值高的特征,且主要用于科研用途和企业的研发、测试场景,与宏观经济增速及行业产能波动关系较小,公司当前主要业务板块市场占有率尚有较大提升空间。 对于营收增长且未实现盈利的问询,国仪量子强调,公司通过供应链效率优化、成本结构优化、原材料进口替代、技术工艺迭代等措施持续降本,且主流产品盈利水平仍有提升空间,因此预测毛利率水平仍有一定增长空间。公司基于对未来主要产品销量、售价、营业成本、期间费用等因素的合理预期,预计2026年实现由亏转盈。

来源:C114通信网云青发布时间:2026-02-28
有望进入港股通:国富量子股价暴涨,市值达339亿港元

C114讯2月27日消息(云青)2025年以来,香港上市的国富量子股价持续上涨。2026年2月26日,根据恒生指数公司公布的截至2025年12月31日之恒生指数系列季度检讨结果,国富量子成功入选恒生综合指数成分股。 此次变动将于2026年3月6日收市后实施,并于2026年3月9日正式生效。届时,沪深交易所将也同步调整港股通可投资标的范围,券商预计国富量子有望入选港股通。 该消息刺激国富量子股价再度大涨9.91%,市值达339亿港元。相比一年之前,该公司股价上涨了约200%。 值得一提的是,国富量子单一最大股东柳志伟在2025年9月意图套现离场,接近清仓其手中17.49%的股份。不过,该计划最后终止,柳志伟反而通过其他条件,将持股增长至21.46%。 当时,国富量子股价一度大跌至1.68港元,如今已然翻倍。

来源:C114通信网云青发布时间:2026-02-27
中性原子量子计算公司Infleqtion上市

C114讯 2月26日消息(云青)中性原子量子计算公司Infleqtion通过与特殊目的收购公司Churchill Capital Corp X合并,于2月17日登陆美国纽交所,代码INFQ。 通过该交易,Infleqtion筹集到超过5.5亿美元的资金。其中包括机构投资者提供的1.25亿美元PIPE以及几乎100%保留的SPAC信托现金。 这是首家登陆资本市场的中性原子量子计算公司。媒体报道称,Infleqtion将中性原子硬件与专有的软件平台Superstaq结合,既面向量子计算,也面向高精度量子传感。这种“硬件+软件”的一体化策略,让投资人看到不仅是实验室里的一台设备,而是一个可以给航空航天、国防和关键基础设施提供解决方案的产品化路线。 截至发稿,该公司市值为26亿美元。 Infleqtion的量子系统已被美国国防部、美国国家航空航天局(NASA)、英国政府以及与英伟达的多个合作项目所采用。 “Infleqtion的创立基于一个简单的信念:中性原子是实现量子技术商业化的最佳途径,因为它们具有可扩展性和经济性。这一架构优势,结合我们涵盖量子计算和传感领域的垂直整合的软硬件栈,已转化为在政府和工业领域日益增长的商业吸引力。” Infleqtion首席执行官Matthew Kinsella

来源:C114通信网云青发布时间:2026-02-26
估值18亿美元:芬兰量子计算公司IQM拟赴美上市

C114讯 2月25日消息(云青)日前,芬兰超导量子计算公司IQM宣布,公司与纳斯达克上市的特殊目的收购公司(SPAC)RAAQ达成最终业务合并协议,将通过SPAC形式上市。 这笔交易对IQM的估值达到18亿美元。通过该交易,IQM预计将获得超过4.5亿美元的现金——包括来自RAAQ信托账户约1.75亿美元、约1.34亿美元的PIPE(私募股权投资已分配投资)融资,以及公司1.72亿美元现金储备。 合并后的实体将成为IQM的间接全资子公司,并计划在纳斯达克或纽约证券交易所挂牌,同时考虑在赫尔辛基证券交易所进行双重上市,以保留其"欧洲身份"并吸引区域性资本。 资料显示,IQM在2025年9月完成3.2亿美元新一轮融资,由美国网络安全风投公司Ten Eleven Ventures领投,芬兰风险投资公司Tesi跟投。这笔融资对IQM的估值超过10亿美元,从而跻身"独角兽"行列。 IQM在全球拥有350名员工,已搭建起财务和销售体系,并在埃斯波设立了生产工厂,用于制造量子计算机。截至2025年9月,IQM已累计售出15台量子计算机,其主要产品包括旗舰机型Radiance,以及更具价格优势、面向高校的量子计算机Spark。 资料显示,IQM在芬兰埃斯波拥有一座8000平方米的量子计算机制造工厂,这是全球少数量子计算机制造工厂之一。

来源:C114通信网云青发布时间:2026-02-25
“量超融合”未来已来:我国抢先布局黄金发展期!

C114讯 2月24日消息(南山)作为我国“十五五”规划重点布局的首位未来产业,量子科技已掀开神秘面纱,走向科创舞台的中央。过去两年,量子科技实现了“技术突破+应用落地”的关键跨越。2024年,海外谷歌跨越量子纠错里程碑,引发全球科技界高度关注;国内光量子、超导量子等量子计算机突破关键节点,呈现多点开花、竞相发展的良好态势。2025年,无论是海外还是国内,共同聚焦“量超融合”,推动量子计算从技术突破走向应用落地,其巨大发展潜力通过一批应用示范项目提前显现。风起正是扬帆时。当前,“量超融合”正在成为现实,未来几年将迎来产业发展黄金期。我国产业界大力布局,将促进全球“量超融合”应用创新,让量子计算这一前沿科技润物细无声地融入经济社会,赋能新质生产力。量子计算的未来“量超融合”是指将量子计算与经典超级计算机协同联动,实现量子算力和经典算力异构融合,是量子计算-经典计算混合协作的新型计算架构。该架构可大幅提升计算效率,甚至解算经典计算无法解算的难题。全球主流国家纷纷布局“量超融合”领域发展。数据显示,2021-2024年,欧美已有超过12个国家实施了20余个“量超融合”探索项目,2025年英伟达在其量子GPU计算开发平台CUDA-Q基础上,正式发布新型互联架构NVQLink,可实现量子处理器与英伟达GPU的连接,这一举措更是将“量超融合”推到了聚光灯下。“将量子计算机直接连接到GPU超级计算机至关重要。”英伟达CEO黄仁勋在GTC大会上发表主题演讲表示,“正确的算法运行在GPU上,正确的算法运行在QPU上;两个处理器,两台计算机并肩工作。这就是量子计算的未来。”英伟达量子GPU计算开发平台CUDA-Q全球科技巨擘的“背书”,对量子计算、“量超融合”发展意义重大。这代表着量子计算正在走向实用化,不止是未来的无限可能,更是当下解决计算难题的重要帮手。“量超融合”四位一体在国内,“量超融合”尽管起步较晚,但主流量子计算企业已迅速行动,积极投身“量超融合”项目建设,2025年以来,已取得了一系列重要进展。2026年1月26日,在成都举行的2026量子科技产业生态发展大会暨“四链融合”供需对接会上,由成都数据集团运营的国家超级计算成都中心,正式推出“量超智融合算力服务平台”,该平台创新集成超级计算、550量子比特光量子计算机、智能计算与云服务四类核心算力,构建起四位一体的融合计算体系。“量超融合”四位一体上述四类算力包括106.7 PFLOPS(双精度)超算算力、1.3 EFLOPS(半精度)智算算力,以及大规模国产信创通用算力,为“量超智融合”发展提供了充沛且多样化的算力供给。作为我国“量超融合”的最新应用项目,其展现的应用效果,大大加速了量子计算的产业化进程。据国家超级计算成都中心发布的案例显示,研究团队借助该中心的550量子比特相干光量子计算机(CIM)开展相关研究,CIM在两个关键环节发挥作用:第一阶段,从3061个资产中筛选395个高异质性资产时,量子计算机将传统算法需要几十分钟到数小时的计算压缩到仅0.2秒,效率提升2-6万倍,且利用量子隧穿效应跳出局部最优,找到异质性更高的组合方案。第二阶段,在40个资产的权重优化中,量子求解同样展现出千倍以上的速度优势。国家超级计算成都中心实用化光量子计算机可以看到,国家超级计算成都中心上述应用的惊艳表现,其关键在于部署了550量子比特光量子计算机。该设备是玻色量子自研的实用化专用光量子计算机,基于光量子计算不需要超低温环境的技术特性,打造了一个能在常温环境下稳定运行的量子—经典融合算力硬件平台,极大地降低用户使用量子计算资源的门槛。据量子大观了解,当前量子计算领域呈现多条技术路线并行发展格局,其中光量子和超导是发展较快的国际主流路线;与此同时,通用量子计算和专用量子计算也在同步推进。业内普遍认为,通用量子计算可能还需要10-15年时间,而玻色量子基于专用量子计算机率先商业化的思路,循序渐进发展,因此能够以更快速度推动“量超融合”落地。值得关注的是,玻色量子还在深圳建设了首个专用光量子计算机制造工厂,实现了专用光量子计算机的批量生产,将量子计算机从“艺术品”变成“工业品”。有了实用化光量子计算机的“加持”,“量超融合”的内涵进一步丰富,应用场景也将从几个典型场景不断扩大到更多商用场景,通过应用价值创造,反哺量子计算技术创新。玻色量子新一代1000量子比特相干光量子计算机站在“十五五”开局之年的时代节点展望未来,量子科技将进入技术攻坚和应用赋能阶段,而“量超融合”作为主流趋势,已然成为我国参与全球量子科技竞争的重点布局方向。当前,我国多条量子计算技术路线并进,光量子、超导量子等技术已在“量超融合”领域“热身”,未来有望进一步整合优势资源,打造更加繁荣的量子-经典计算产业生态,助推我国从算力大国向算力强国迈进。

来源:C114通信网南山发布时间:2026-02-24
我国学者实现核钟关键真空紫外连续激光光源

摘要 原子核光钟是下一代极高精度时间标准的有力竞争者,其系统不确定度有望降至10-20量级。然而,驱动关键的钍-229核跃迁长期受困于缺乏高功率谱密度的窄线宽连续光源。为攻克这一物理壁垒,清华大学丁世谦团队提出并实现了基于镉蒸汽中共振增强四波混频的实验方案。该装置成功产生了功率超过100nW、绝对线宽低至26Hz的连续真空紫外激光,并在146.97nm至153.7nm实现宽带连续调谐。该研究将光源功率谱密度提升了五个数量级,可作为相干操纵核跃迁的光源,为核钟研制扫除了关键技术障碍,相关成果近期发表于国际权威学术期刊《自然》[Nature (2026)]。 原子核光钟(核钟)在精密测量物理中具有独特地位,是下一代时间频率标准的重要候选。与基于电子壳层跃迁的光学原子钟相比,原子核的电偶极矩和磁偶极矩更小,且深埋于电子云内部,对外界电磁场扰动具有天然的高抗干扰性。理论上,核钟有望实现10-20甚至更低的系统不确定度,不仅可建立更高精度的时间基准,也为检验基本物理常数、探测暗物质、验证标准模型等前沿研究提供了超高灵敏度的实验平台。 然而,核能级跃迁能量通常在MeV量级,远超现有激光能力。钍-229原子核的第一激发态与基态仅相差约8.4eV,对应波长约148.4nm,是目前唯一可通过激光直接操控的核跃迁。 实现核钟的核心瓶颈在于缺乏合适的相干光源。对核跃迁进行相干操控需要高功率谱密度、极窄线宽的光源。以往基于脉冲激光的研究虽能测量跃迁波长,但脉冲光源线宽通常在GHz量级,共振处功率谱密度低,难以高效、高保真地驱动钍-229核跃迁。因此,研制148.4nm附近高功率谱密度的连续波窄线宽激光器,是发展核钟必须攻克的关键技术。 针对这一难题,清华大学物理系团队提出并实现了基于镉蒸汽共振增强四波混频的真空紫外光源方案。四波混频可通过三阶非线性光学效应产生新频率分量。研究选用镉原子作为非线性介质,其在目标波段具有较大跃迁矩阵元,且可通过加热获得足够高的蒸汽密度。实验以375nm 紫外激光和710nm红外激光作为驱动光,利用镉原子从基态51S0到激发态61S0的双光子共振,大幅增强非线性极化率,进而产生波长148.4nm的真空紫外相干辐射。 这一物理过程遵循严格的能量守恒定律,生成的真空紫外激光频率严格等于入射激光频率的代数和。值得注意的是,尽管实验中使用的镉蒸汽处于550摄氏度的高温环境,原子处于剧烈的热运动状态,存在显著的多普勒效应,但该四波混频方案展现出了独特的无多普勒特性。从微观角度看,在原子随动参考系中,基频光因原子运动产生的多普勒频移,在原子辐射真空紫外光并转换回实验室参考系的过程中被精确抵消。这意味着,尽管介质存在GHz量级的多普勒展宽,生成的连续波真空紫外激光的频率并未受到展宽影响,其光谱纯度完全继承自入射的基频激光。 此外,为了维持四波混频作为纯粹的参量过程并保证能量守恒,必须防止原子在中间态发生真实的布居数积累。如果61S0态积累了大量粒子,将导致放大的自发辐射(ASE),这不仅会消耗相干能量,还会引入随机相位噪声。理论方案中通过引入微小的频率失谐解决了这一问题。通过将双光子激发频率相对于61S0态设定几百MHz的失谐量,实验利用绝热消除原理,有效地抑制了激发态的稳态粒子数分布。这种设计从物理根源上抑制了非参量过程的发生,防止了自发辐射噪声对激光相干性的破坏,确保了四波混频的高效进行和相位匹配条件的稳定。 在实验装置的构建上,研究团队搭建了一套高度精密的双波长激光系统。系统核心包括两台钛蓝宝石激光器:第一台激光器输出750nm激光,通过外部谐振腔倍频产生375nm的紫外激光;第二台激光器直接输出710nm的红外激光。为了保证光源的频率稳定性,这两台激光器被同时锁定在一个长度为10厘米的超稳极低膨胀(ULE)光学谐振腔上。该超稳腔作为频率基准,其本身的漂移通过光学频率梳与一台线宽亚Hz级别的1550nm超稳光纤激光器进行实时溯源比对,从而将两束基频激光的线宽均压制在1Hz左右。 经过精密的偏振控制与光束整形,375nm和710nm的基频光被共线聚焦进入一个长度为50厘米的特制镉蒸汽炉。炉内中心温度维持在550摄氏度,以产生足够密度的镉原子蒸汽。同时,炉内充入70mbar的氩气作为缓冲气体。氩气的引入具有双重关键作用:首先,它在物理上形成保护层,防止高温金属镉蒸汽扩散并凝结在低温的光学窗口上,从而延长装置寿命;其次,氩气的色散特性提供了一个独立于温度的调节维度,用于优化介质内的相位匹配因子。通过精细调节氩气压力,研究人员能够补偿非线性过程中产生的波矢失配,最大化非线性极化转换效率。生成的真空紫外激光通过一个特制的处于布儒斯特角的氟化镁棱镜与强基频光束实现空间分离,随后进入真空腔室进行探测。 为了精确表征这种极弱真空紫外激光的相位噪声特性,实验团队开发了一种极具创新性的空间分辨零拍检测技术。由于生成的真空紫外光功率仅为nW量级,传统的探测手段难以在如此低的功率下提取精细的相位信息。研究人员将基频光束分束后分别注入两个完全独立的镉蒸汽炉,产生了那两束相互独立的真空紫外激光。这两束光随后在电荷耦合器件(CCD)相机上以极小的夹角进行空间重叠,形成了高对比度的空间干涉条纹。通过分析干涉条纹的空间位置随时间的波动,并结合长时间曝光下的条纹可见度分析,实验能够精确反演出光场的相位噪声。这种双路干涉的设计巧妙地利用了共模抑制原理,抵消了基频激光自身可能存在的机械振动噪声,使得测量结果能够真实反映四波混频过程本身(即高温原子介质)引入的额外相位噪声。 实验结果表明,该装置成功产生了功率超过100nW、最高可达290nW的连续波真空紫外激光。这一功率水平虽然在绝对数值上看似微小,但由于其全部能量集中在极窄的频谱范围内,其功率谱密度相比此前的脉冲光源提升了五个数量级,达到了足以驱动核跃迁的水平。通过连续调节第三束入射激光(710nm)的波长,实验实现了真空紫外激光在146.97nm至153.7nm范围内的宽带连续调谐。在调谐过程中,研究人员观测到了显著的物理现象:当输出波长接近152.9nm时,由于接近镉原子的71P1中间态,三阶非线性极化率大幅提升,导致输出功率共振增强了79倍。同时,实验也清晰地观测到了147.5nm附近的完全相消干涉点,在该波长处由于不同中间态贡献的跃迁路径发生破坏性干涉,真空紫外辐射被完全抑制。这一结果与包含从头计算原子结构参数的理论模型高度吻合,有力验证了理论模型的准确性。 在线宽特性方面,实验通过扫描基频光频率测得双光子共振的线宽约为4.4GHz。这一数值大于镉原子不同同位素之间的频率位移,证实了在自然丰度的镉蒸汽中,所有同位素均能相干地参与四波混频过程,这极大地降低了实验对同位素提纯样品的依赖,降低了实验成本。最为关键的突破在于相干性的验证。基于空间分辨干涉测量的艾伦方差分析显示,该光源在1秒积分时间内的单束激光诱导部分频率不稳定性低至8.6×10-17。通过对长曝光干涉条纹可见度的分析,研究团队推导出由四波混频过程引入的高频相位噪声所导致的线宽展宽上限仅为0.08Hz。这一惊人的结果意味着,尽管高温原子蒸汽存在剧烈的热运动和高达GHz速率的原子碰撞,但这些热涨落并没有破坏光场的相干性,非线性过程对于相位噪声几乎是“透明”的。最终输出的真空紫外激光的绝对线宽主要受限于基频激光的稳定性,在最保守的噪声完全相关假设下,其线宽被确定为26Hz。这一指标远远优于驱动固态掺钍晶体体系钍-229核跃迁所需的kHz级线宽要求,标志着相干操纵原子核的光学条件已经完全成熟。 这项工作的成功实现,为基于钍-229的核钟研制扫清了关键的技术障碍。连续波窄线宽真空紫外激光的获得,使得科学家们能够直接驱动并控制原子核的量子态,观测预期的核拉比振荡,并在离子阱系统中实现核量子比特的精密编码与纠缠,从而推动核量子光学的发展。除了核钟应用,该光源的宽波段调谐能力和极高的光谱纯度在其他物理领域也具有广泛的应用前景。在凝聚态物理研究中,它可以作为角分辨光电子能谱(ARPES)的高分辨率探针,帮助揭示拓扑材料和高温超导体中微弱的多体关联效应,大幅提升动量和能量分辨率。在量子计算领域,该光源可用于里德堡离子的直接高能级激发,消除传统多光子激发方案中中间态退相干的影响,显著提升逻辑门操作的保真度。此外,该技术方案还可扩展至167.1nm波段,直接对应铝离子的激光冷却跃迁,有望简化铝离子光钟的系统复杂度并进一步提升其测量精度。这一成果不仅是精密测量物理学的一项重要突破,也为探索原子核层面的新物理提供了强有力的工具。 参考文献 1. Xiao, Q., Penyazkov, G., Li, X. et al. Continuous-wave narrow-linewidth vacuum ultraviolet laser source. Nature (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026-10107-4 2. Xiao Q, Penyazkov G, Yu R, et al. Proposal for the generation of continuous-wave vacuum ultraviolet laser light for Th-229 isomer precision spectroscopy[J]. arXiv preprint arXiv:2406.16841, 2024.

来源:Nature发布时间:2026-02-24
量子专利过去10年增长10倍,量子计算方向增速最快

C114讯 2月14日消息(云青)一项由欧洲专利局(EPO)和经济合作与发展组织(OECD)联合进行的研究显示,过去10年(2015年-2024年),全球量子专利申请增长了5倍。其中,量子通信专利增长了2倍,量子计算专利增长了16倍。 研究显示,在欧洲,德国、法国、英国的量子专利申请位居领先。但从全球来看,美国的量子初创公司、创新产出和技术投资方面遥遥领先,中国、日本、韩国在全球量子格局中发挥着重要作用,各自拥有自己广泛的产业基础,并产生了丰富的专利组合。 该研究详细考察了全球各地的近5000家参与量子技术的初创企业、公司、大学和公共研究组织。2005-2024年,量子专利申请人排名前5是IBM、LG、东芝、英特尔和微软。虽然这些公司主要业务并不是量子科技,但提交了更多的专利申请,并在量子生态系统中创造了最多的就业机会。

来源:C114通信网云青发布时间:2026-02-14
美国学者实现并行单原子-腔强耦合,开启“多腔量子电动力学”新范式

在量子计算与量子网络实验中,单量子比特的高效率读出及并行读取是阻碍实验前进的两个关键技术瓶颈。近日,美国斯坦福大学Jonathan Simon团队成功将中性原子阵列与光学腔量子电动力学的优势深度融合,研发出“腔阵列显微镜”的全新实验平台。该平台首次实现了二维原子阵列中,每个单原子独立、强耦合到专属的光学腔,完成了超过40个原子-腔对的并行、快速、非破坏性读取。这一成果标志着量子信息实验研究从传统的“单腔”实验范式,正在迈向协调控制大规模量子比特阵列与光子阵列互联的广阔前沿。相关研究成果近期发表在国际权威学术期刊《自然》[Nature 650, 320 (2026)]。© Nature 一、背景:强强联合的瓶颈 中性原子阵列和光学腔是当前量子信息科学领域中的两个主流实验方向。原子阵列以其卓越的量子逻辑门保真度和可扩展的规模(已近万个原子)著称,是量子计算的明星候选者。光学腔则能通过光场的多次反射极大增强光与物质的相互作用(强耦合)是实现高速原子态读取、构建量子网络节点及模拟新奇物理的关键工具。 然而,长久以来,将二者结合的尝试始终受限于一个根本性架构:整个原子阵列只能共同耦合到一个全局共享的腔模式上。要读取其中某个原子的状态,必须通过激光逐点寻址或物理移动原子等串行方式,时间成本随系统规模线性增长,严重制约了并行处理能力和可扩展性。开发一种能让每个原子拥有“独立通道”的并行化耦合架构,成为领域内迫在眉睫的挑战。最新实验已经实现超过6000个的中性原子阵列的高保真相干操控© Nature 二、创新:腔阵列显微镜的诞生 面对这一挑战,研究团队另辟蹊径,设计并构建了“腔阵列显微镜”。其核心创新在于,利用自由空间光学元件和腔内透镜,无需复杂的纳米光子器件,便在宏观尺度上创造了一个包含超过40个独立高斯腔模式的二维阵列。研究团队在腔内使用了一个两级4f望远镜系统(倍率100);在真空外部的望远镜像平面处引入了微透镜阵列,打破了腔的空间平移对称性,为每个局部光束提供横向约束,抑制光学像差的累积,使远离系统中心轴的光束也能稳定形成高品质的局域腔模式。最终在原子平面处实现超过40个的极小腔模,且同时腔的频率偏差远小于腔线宽。通过光与原子的强耦合,将会极大提升光子接口效率;同时“腔-原子对阵列”的一一匹配模式为实现并行操作奠定了基础。腔阵列显微镜4F望远镜系统,长焦透镜及微透镜阵列位于真空系统外部© Nature 三、性能表征:并行读取与强耦合验证 研究团队使用铷-87原子阵列对该平台进行了全面表征,测量得到阵列平均精细度F=13.4,平均腔模束腰w=1.01微米。据此计算出峰值协同因子C=1.6,已大于1,表明系统真实工作在强耦合区。利用波长为780纳米的荧光驱动光,在仅4毫秒的曝光时间内,通过EMCCD相机同时对中央21个腔模式进行成像。经过后处理,获得了平均区分保真度高达0.992的双峰分布信号,清晰分辨了“有原子”和“无原子”状态。同时,原子在成像期间的存活率超过0.996。阵列中各腔光子计数之间的交叉关联度平均≤1%,强有力地证明了每个原子-腔对是独立且隔离良好的。光纤耦合至SPCM用于原子成像;c.装置示意图,d.原子荧光分布统计,e.原子荧光计数© Nature 四、迈向量子网络,下一代设计与广阔前景 腔阵列显微镜不仅用于快速成像,其高效率光子收集能力更是构建量子网络的理想接口。作为原理验证,研究团队成功将一个四腔模式阵列耦合到四芯光纤阵列,每个光纤连接一个单光子计数模块。尽管存在异质性,仍获得了与相机相当的成像保真度。这种并行光纤读出为实现分布式量子计算节点间的纠缠分发和高速通信提供了可行的技术路径。新一代“腔阵列显微镜”(采用双4F望远镜系统)© Nature 论文中还展示了最新的下一代设计原型。该设计用第二个4f望远镜和平面端镜取代了弯曲端镜,消除了第一代中因镜面反射导致的模式空间反转和双陷阱问题。在真空外测试中,实现了超过500个可分辨的腔,平均精细度提升至110(相比第一代提升超8倍),其中超过400个腔能在优化线宽内保持简并。预计优化后,整个阵列的并行成像时间可缩短至100微秒以下。 研究人员展望,该平台将有力推动模块化量子计算,量子模拟,大规模原子囚禁等多个前沿方向。腔阵列显微镜设想用于计算、仿真和计量的远程节点© Nature 总结 “腔阵列显微镜”的成功研制,解决了原子阵列与光学腔集成中的核心并行化难题,首次将强耦合光-物质相互作用的优势扩展到了真正的多体、并行架构。这不仅为提升量子信息处理的速度和规模提供了关键技术,更为探索多腔量子电动力学这一全新领域打开了大门。 [1] Shaw, A.L., Soper, A., Shadmany, D. et al. A cavity-array microscope for parallel single-atom interfacing. Nature (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-025-10035-9 [2] Manetsch, H.J., Nomura, G., Bataille, E. et al. A tweezer array with 6,100 highly coherent atomic qubits. Nature 647, 60–67 (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09641-4

来源:Nature发布时间:2026-02-13
中研院院长廖俊智:台湾量子芯片跻身全球前五

C114讯 2月12日消息(云青)台湾中研院院长廖俊智即将卸任。他在任期内力推量子、防疫和净零三大科技目标,认为台湾量子芯片技术实力已跻身全球前五。 廖俊智谈到,台湾选定了超导量子作为发展主轴,集中资源投入量子芯片和量子计算机研发。随后,中研院成功开发出超导量子芯片,并不断提升量子比特数量,供产学研各界使用。 廖俊智认为,量子芯片发展重点并非单纯“拼比特数”,而是在研发过程中找出影响稳定性与良率的关键技术,进而锁定量子芯片制程作为台湾可与国际竞逐的核心方向,结合既有半导体制造优势,走出差异化路线。 廖俊智直言,在量子计算机领域,美国、欧洲、日本与中国大陆走在前面,但台湾选择专攻量子芯片制程,正是最具竞争力、也最符合自身“产业DNA”的发展路线,就量子芯片制程能力而言,台湾目前在全球已“排得上号”,实力可望位居全球前五名。 据量子大观了解,台湾在2023年发布了第一台5量子比特的超导量子计算机。近日,台湾再度发布20量子比特超导量子计算机,采用台湾中研院自制的量子芯片。 该项研究由中研院“关键突破计划”与国科会“量子科技专案计划”资助,并与彰化师范大学、中央大学、中兴大学等学校合作,共同推动台湾量子计算机发展。

来源:C114通信网云青发布时间:2026-02-12
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