作为量子信息领域的 “光源”，量子光源一直是衡量一国量子技术硬核实力的关键标尺。如何在微观尺度上实现既纯净又高效的光子输出，是全 球科研团队竞相攻克的难题。近日，我国科研团队在这一关键领域实现重要突破，为量子技术走向实用化打通了一道关键关卡。
近日，从北京量子信息科学研究院获悉，该院袁之良团队联合中国科学院半导体研究所牛智川团队，在固态量子光源研究上取得里程碑式进展，成功研制出一款兼具高效率、高纯度的双光子发射器。相关研究成果已于 3 月 2 日发表在国际期刊《自然?材料》，标志着我国在单量子点双光子态制备技术上跻身世界前列。
量子光源是量子测量、量子成像、量子生物医学等前沿领域不可或缺的器件，而确定性双光子光源更是其中的 “硬核支撑”。长期以来，传统光源在产生双光子时，难以避免杂散光子的干扰，很难实现稳定、纯净的双光子输出；基于单量子点的量子光源，则一直受困于发射效率偏低、双光子纯度不足等技术瓶颈，如同横亘在实验室与产业化之间的一道鸿沟。
面对这一世界性难题，联合团队另辟蹊径，创新采用独特激发方式，对半导体量子点微柱腔结构进行精准调控，让单个电子空xue对确定性地进入长寿命的暗激子状态，从而更高效、更精准地实现双激子态填充。研究团队还巧妙利用能级简并的特性，使单一共振模式同时增强两级光子辐射，在保证光子高纯净度的同时，大幅提升双光子发射效率。
实验结果给出了有力证明：在脉冲激发条件下，这款新型量子光源 98.3% 的发射光子以成对形式出现，双光子聚束效果突出，双光子发射效率达到 29.9%，成为目前国际上固态量子光源中兼顾高纯度与高效率的水平。科研团队还通过完整理论模型，系统阐释了这一发光机制，为后续技术优化和器件升级提供了清晰的理论指引。
该研究得到国家自然科学基金等项目支持。此次突破不仅进一步巩固了我国在量子光源领域的技术优势，更将有力推动量子精密测量、量子成像等关键技术加速落地，为我国量子科技产业化发展注入强劲动力。