微型光環突破量子極限！中國團隊打造60模式糾纏態晶片

中國科學家近期在量子光子學領域取得重大突破，成功在晶片上直接生成60模式的量子糾纏態。這項由北京大學與中國科學院聯合團隊研發的技術，採用光學微環共振器與多重雷射泵浦技術，克服了傳統量子系統擴充套件性的限制，研究成果已發表於《Light: Science & Applications》期刊。

量子糾纏態是實現量子運算、絕對安全通訊與精密感測的核心技術。過去晶片上的量子糾纏系統多受限於機率性製程，難以大規模擴充套件。該團隊創新採用連續變數方法，透過確定性製程按需產生糾纏態，將晶片系統的糾纏模式數量提升至先前紀錄的10倍。

關鍵技術在於微型環形光學共振器的應用。這種微米級裝置能將光線限制在環形路徑中，產生一系列緊密相鄰的頻率模式。研究團隊運用多達三組同步雷射的多重泵浦配置：主雷射透過簡併四波混頻產生糾纏光模對，輔助雷射則透過非簡併四波混頻建立額外連結，最終形成包含60個光模的複雜糾纏網路，呈現線性與網格狀混合結構。

團隊採用相位鎖定平衡零差檢測等先進量測技術，直接分析光模的正交分量。透過建構協方差矩陣並應用正定偏轉置(PPT)準則，確認糾纏連結的穩定性，測得高達3分貝的壓縮量，這個世界領先的數值明確顯示出高品質的量子糾纏。

這項突破不僅為量子糾纏研究提供強大實驗平臺，更為可擴充套件的晶片級量子光源發展鋪路。未來可望應用於新一代量子電腦、軍用級安全通訊系統與精密感測器等領域，實現高效能量子技術的小型化與實用化。

參考文獻：Wang Z, Li K, Wang Y, et al. Large-scale cluster quantum microcombs. Light Sci Appl. 2025;14:123. doi:10.1038/s41377-025-01812-2