研究进展

中国科年夜郭光灿院士团队正在片上光学合成频次维度范畴取患上重要进展。该团队李传锋、唐建顺等人提出正在基于谐振器耦合阵列的合成频次维度摹拟器中，采纳马赫-曾德尔干预干与仪（MZI）替换传统的固定分束器举行耦合链接，从而正在频次格点之间引入更富厚的耦合类型。并正在试验上以双谐振环布局作为示例，完成了对一维紧束厄局促晶格、霍尔梯子、克鲁兹梯子等模子的摹拟，验证了该要领的多功用性。该结果8月20日以“Versatile photonic frequency synthetic dimensions using a single progra妹妹able on-chip device”为题颁发正在国际出名期刊《天然•通信》上。应用可控的光学体系对庞大的物理模子举行摹拟，可以研究难以间接获得的资料以及系统的性子，这关于验证物理实践和预测物理征象具备重要意思。合成频次维度摹拟器是此中重要研究标的目的。正在以往的合成频次维度事情中，人们常采纳固定分束器来耦合环形谐振器，这引入了没有同环形谐振器的频次格点之间的耦合，可是这类耦合凡是是固定的，限定了合成频次维度摹拟器的矫捷性以及富厚性。是以，完成一种扩大性以及重构性更好的耦合架构

近期，中国迷信技能年夜学潘建伟、陆向阳、王辉传授，结合澳年夜利亚昆士兰年夜学Ralph传授以及荷兰特温特年夜学Renema传授，受邀正在《天然·资料》（Nature Materials）颁发题为“可拓展光量子信息技能”（Scalable photonic quantum technologies）的综述文章。该论文体系性论述了光量子态的发生、把持和探测的道理以及技能，梳理了量子计较及量子摹拟、量子通讯、量子紧密丈量的国际进展，并对将来进一步怎样成长年夜范围光量子计较、构建笼罩寰球的量子收集以及量子紧密丈量使用做了瞻望。光子是量子信息处置惩罚中的焦点载体之一。正在量子通讯方面，光子是量子通讯中不成替换的信息载体。将来，可依附太空中的量子星座及高空的光纤组网的联合，向全世界及时保送无前提保险的量子密钥。正在量子计较方面，光量子是完成量子计较优胜性重要过程碑的物理系统之一。因为航行比特、把持精度高、没有与情况彼此作用等长处，将来很是有但愿正在室温年夜气情况下间接完成通用量子计较。正在量子紧密丈量方面，哄骗光量子压缩态、纠缠态等，已完成浩繁超出尺度量子极限的紧密丈量，正在生物医学、更高精度的国际单元界说等方面阐扬踊跃作

中国迷信技能年夜学潘建伟、陆向阳传授等与上海量子迷信研究中间/上海人工智能试验室钟翰森研究员等共事互助，哄骗人工智能技能，完成了高度的并行性和与阵列范围有关的常数时间耗损，正在60毫秒内胜利构建了多达2024个原子的完好陷二维以及三维原子阵列，刷新了中性原子系统完好陷原子阵列范围的世界纪录。该要领为年夜范围中性原子量子计较奠基了要害技能根蒂根基。相干研究结果于8月9日以“编纂保举”的情势颁发正在国际学术期刊《物理评论快报》上，并被美国物理学会《物理》期刊作为研究走光专门报导。图1：试验安装示用意中性原子系统因优秀的扩大性、高保真器量子门、高并行性以及肆意的毗连性，成为极具后劲的量子计较以及量子摹拟平台。该系统应用光镊阵列囚禁中性原子，起首需求经由过程重排技能将初始随机填充的原子阵列转换成完好陷原子阵列，正在此根蒂根基长进行量子逻辑门操作。传统的重排要领受限于随阵列范围增加的时间庞大度、原子迷失、计较速率等，阵列范围逗留正在几百个原子的程度，难以进一步扩大。为霸占该难题，研究团队立异性地研发人工智能技能，及时驱动高速空间光调制器举行静态刷新，经由过程对光镊阵各位置以及相位的准确节制，同时挪动一切原子。正在该事情

近日，中国迷信技能年夜学刘骏秋团队与互助者正在集成光学范畴取患上重要进展，胜利研制出一种新型可见光矢量光谱阐发仪。该仪器初次完成对可见光波段集成光学器件的高精度、宽带宽、矢量化光谱丈量。相干结果以“A hyperfine-transition-referenced vector spectrum analyzer for visible-light integrated photonics”为题颁发于国际出名学术期刊《天然·通信》。可见光作为人类视觉感知的首要波段，自文化发源以来不断正在迷信摸索以及技能成长中表演着焦点脚色。正在以后，加强实际/虚构实际（AR/VR）、生物传感、原子份子物理等前沿范畴，对可见光的紧密操控与丈量提出了史无前例的高要求。出格是正在光学原子钟研究中，很多要害跃迁频次位于可见光规模，对这些频次的高精度丈量不只有助于鞭策根蒂根基物理研究的冲破，也正粗浅变更古代定位与导航体系。图1：可见光到近红外波段的集成光学使用最近几年来，跟着可见光集成光学技能的疾速成长，具有微型化、轻量化以及低功耗上风的芯片级光学原子钟成为研究热门，无望鞭策高精度频次计量技能正在更普遍场景中的降地使用。然而

中国科年夜郭光灿院士团队正在面向光纤以及自由空间混淆信道量子通讯研究方面取患了重要进展：该团队史保森传授、周志远副传授课题组与河南省量子信息与量子暗码重点试验室研究团队互助，胜利制备了光纤通讯波段以及中红外自由空间通讯波段双色偏振纠缠光子，并正在试验室演示了基于光纤以及自由空间混淆信道的量子密钥分发，为全地利六合一体化量子收集的构建供给了技能支撑。这项结果7月8日正在线颁发正在《Laser Photonics Review》上[Laser Photonics Rev. e0038(2025)]。基于卫星以及光纤收集可以构建六合一体化的量子收集。以后的研究首要基于近红外波段纠缠光源，因为受较强的太阳配景辐射影响，首要正在夜间事情。将光子波长拓展到中红外波段，可以年夜幅度地升高太阳配景辐射的滋扰，有助于全地利六合一体化量子收集的构建。然而受限于单光子探测器的技能程度（该波段尚无成熟的贸易化单光子探测器，今朝正在试验室研制的超导单光子探测器需求正在极高温的前提下事情），今朝开展中红外波段量子光源的制备以及表征事情难度极年夜。怎样完成高效率、低噪声的中红外光子探测是完成中红外波段量子通讯研究亟需解决的问题。经由过程

中国科年夜郭光灿院士团队正在量子互联范畴取患上重要进展。该团队任希锋传授研究组初次胜利完成了两个光量子集成芯片之间的量子受控非门（CNOT门）隐形传输。该结果于7月8日颁发正在物理学出名期刊《物理评论快报》上。构建年夜范围量子收集的要害正在于完成高集成度、可扩大的量子节点，和节点间高保真度的量子互联。光量子集成芯片是完成此收集极具远景的平台。正在此收集中，没有同节点量子比特间的量子门操作相当重要，而最具应战性的即是完成高保真的CNOT门隐形传输以纠缠长途量子比特，这是漫衍式量子计较的焦点步骤。实在现历程极其庞大：需正在两个量子节点间同享纠缠光子对，并正在每一个节点内履行高精度、庞大的片上线性光学量子操作，对器件机能要求极高。为解决这一难题，研究团队基于硅基光子芯片制备了量子纠缠光源，并经由过程单模光纤将此中一个光子传输至另外一芯片。尤其要害的是，团队采纳了高维量子编码技能，显著简化了单个节点外部所需的线性光学量子操作，从而确保了片间CNOT门隐形传输的胜利完成。研究团队哄骗量子态层析以及量子历程层析技能，对所完成的片间隐形传输逻辑门机能举行了严酷验证：正在5米光纤互联间隔下，门控态保真度高达95.6

中国科年夜郭光灿院士团队史保森、丁冬生课题组与国网安徽电科院王恩德博士互助应用里德堡原子电场传感器丈量了电弧MHz级射频旌旗灯号频谱，为电弧丈量供给了量子紧密丈量的新要领。相干结果7月2日以“Measurement of arc rf signals based on Rydberg atoms”为题颁发正在国际出名学术期刊《Physical Review Applied》上。电弧妨碍是电力体系中电气火警的首要诱因，突显了实时检测此类妨碍的紧急性。传统电弧妨碍检测要领基于体系电流以及电压参数，正在数据收罗历程中常对现有电力体系形成滋扰；而经由过程丈量电弧射频旌旗灯号则可规避此类滋扰问题。相较于传统金属天线，基于里德堡原子的电场传感用具备非金属性、自校准性以及各向异性特性，实践上正在事情带宽、活络度等要害指标上揭示出显著上风。图 1 ：物理模子图。（a）为三光子引发能级示用意。（b）为试验安装示用意。（c）为电弧射频旌旗灯号产生电路示用意。研究团队体系地研究了里德堡原子传感器对电弧射频旌旗灯号的相应特征，并比照了传统金属天线与里德堡原子天线对电弧旌旗灯号的相应，如图2所示，证明了其丈量成果与传统金属天线高度

中国科年夜郭光灿院士团队正在中性原子量子信息研究范畴取患上重要进展。该团队李传锋、王健研究组哄骗光纤微腔与中性原子的普塞尔（Purcell）区域耦合，完成了超快高保真度的原子态读出，其速率以及保真度均制造公然报导最高纪录。该结果以“Ultrafast High-Fidelity State Readout of Single Neutral Atom”为题于6月20日颁发正在国际出名学术期刊《物理评论快报》上，并入选编纂保举论文（Editors suggestion），同时美国物理学会Physics网站以“Enhanced Light Emission Improves Atom Readout”为题对该事情举行报导，称颂本事情“have demonstrated a readout technique that achieves unprecedented speed and accuracy. The approach’s key innovation is a technique for boosting the atom’s rate of photon emission”。中性

近日，中国科年夜郭光灿团队正在高机能片上光频梳的研究中取患上重要进展，该团队的董春华课题组结合南开年夜学薄方课题组，初次正在铌酸锂微腔中结合调控电光效应、克尔非线性以及拉曼散射，完成了一种新型自锁定拉曼-电光微梳（REO microcomb）的构建方案。该微梳无需内部电子反馈，便可自顺应锁定，完成凌驾300nm光谱宽度以及26.03GHz反复频次，揭示出杰出的相关性以及可调性。相干结果以Self-locked broadband Raman-electro-optic microcomb为题，于5月24日颁发正在《天然·通信》上。光频梳是一类由等间距频次线构成的光源，是古代光通讯、紧密丈量以及根蒂根基物理研究的重要东西。传统光频梳凡是基于体积复杂的锁模激光器，难以集成。最近几年来，集成光子学成长鞭策了克尔光梳以及电光光梳正在芯片上的完成，但它们正在宽谱输入、低噪声波动性等方面仍面对应战，尤为正在高泵浦前提下易遭到拉曼散射等寄生非线性效应的滋扰。图1. 宽带拉曼电光微梳道理示用意本事情中，研究职员提出了一种新型自锁定宽带拉曼-电光（Raman-electro-optic，REO）微梳天生机制，经由过程正在单个铌酸锂微

近期，中国迷信技能年夜学曾长淦传授团队与西湖年夜学李牮传授团队互助，正在LaAlO3/KTaO3界面超导性研究中取患上重要进展。研究团队经由过程构建Ti/LaAlO3/KTaO3立体结，体系研究了其隧穿谱特征，提出一种辨认超导配对态的普适性要领，并展现了LaAlO3/KTaO3界面p波超导性的要害证据。相干研究结果以题为“Contact-induced Andreev bound states in normal-metal/superconductor planar junctions”的论文，颁发正在《国度迷信评论》上。很是规超导是凝聚态物理研究的前沿范畴，其奇特的物理征象源于强电子联系关系、自旋轨道耦合以及能带拓扑性等多种要素的彼此作用。此中，二维p波超导因其与物资的拓扑态以及非阿贝尔准粒子引发紧密亲密相干，最近几年来遭到极年夜存眷。隧穿谱作为辨认超导配对机制的有用东西，经由过程表征安德烈夫束厄局促态，为d波或p波超导体的研究供给了富厚的候选资料。然而，今朝对于很是规超导体立体结（面外隧穿）中安德烈夫束厄局促态的研究较少。正在这次研究中，团队构建了由金属钛（Ti）与LaAlO3/KTaO3超导界面构成的立体结，并