照亮世界的光，在科學家眼中長什麼樣？

　　“光是量子化的，由一個個被稱為光子的微小粒子組成。一個普通的燈泡，每秒鐘向外發射的光子數量，可能比全世界所有海灘上的沙粒加起來還要多。”北京量子信息科學研究院（以下簡稱“北京量子院”）首席科學家袁之良說。

　　對於如此微小的粒子，能否讓它們訓練有素、步調一致？袁之良研究團隊在固態量子光源領域取得重大突破，成功研制出一種高性能雙光子發射器，相關成果在線發表於國際學術期刊《自然·材料》。

　　量子光源是量子技術的基礎，但要實現純淨、高效的雙光子發射一直是國際難題。以往，科學家想要得到一對相互關聯的光子，通常使用激光照射非線性晶體，偶爾隨機“撞”出一對光子。

　　“這是純粹的概率事件。有時候一對都沒有，有時候可能出來好幾對，完全不受控制。”袁之良說。

　　研究團隊另辟蹊徑，巧妙利用量子點與微腔的耦合體系，通過“暗態”路徑激發雙激子態。對這一技術，袁之良用了一個生動的比喻，“相當於給光子修了一條秘密通道，讓它們先在門后等待、集結，然后通過微腔這個特殊結構的引導，確保每對光子都能步調一致地‘攜手出場’。”

　　北京量子院的實驗室裡，團隊成員、助理研究員吳邦小心翼翼地拿出一塊指甲蓋大小的銀灰色芯片。“這就是我們研發的量子光源芯片，微腔直徑隻有約2微米。”吳邦介紹，實驗數據顯示，該光源產生的光子對佔比高達98.3%，收集效率達到29.9%。

　　一對對“訓練有素”的光子，能用來做什麼？

　　首先是量子通信。袁之良介紹，這兩個光子天生就是“糾纏”的，無論相隔多遠，只要測量其中一個的狀態，另一個的狀態就會瞬間確定。“這就像給它們各自綁定了‘身份証’，一個負責傳遞信息，另一個自動成為驗証憑証，可以構建出理論上無法被竊聽的安全通信網絡。”袁之良說。

　　在量子成像和精密測量領域，這項成果也將發揮作用。由於兩個光子總是同步產生、同步運動，科學家可以利用一個作為“探針”，另一個作為“參考信號”。“在復雜環境裡，如果兩個人戴著同一款會發光的帽子，你就能輕易地從人群中把他們識別出來。”吳邦解釋，這種特性可以極大地去除背景噪聲，實現突破經典散粒極限的超高分辨率成像。

　　“未來，不論是量子通信還是量子計算，把一個個節點連成網絡都離不開量子光源。”袁之良說，“我們將繼續加緊研究攻關，推動相關技術真正從實驗室走向實際應用。”

　　《 人民日報 》（ 2026年05月09日 06 版）