戍天九思：里程碑！我国成功研发高效率高纯度双光子发...

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　　据3月2日《科技日报》报道，北京量子信息科学研究院袁之良团队联合中国科学院半导体所牛智川团队，在固态量子光源研究上取得重要进展，成功研发出一款高效率、高纯度的双光子发射器。这项工作在单量子点发射体实现双光子态领域迈出了关键一步，具有里程碑意义。相关研究成果于当日发表在国际期刊《自然·材料》上。

　　这标志着我国在量子科技核心器件领域实现从“跟跑”到“领跑”的关键跨越，为量子通信、量子计算和量子精密测量三大应用领域提供关键支撑，将显著提升我国在量子科技国际竞争中的战略地位。

　　一、核心突破：解决长期存在的“鱼与熊掌”难题

　　一是突破全球技术瓶颈。该双光子发射器在脉冲激发条件下实现了98.3%的发射光子以成对形式出现，双光子发射效率达到29.9%，是目前国际上固态量子光源中兼顾高纯度与高效率的顶尖水平。这一指标远超传统固态光源效率普遍低于10%的水平，解决了“双光子纯度不足”和“效率低下”两大长期技术难题。

　　二是创新技术路径。科研团队创新采用“双路径调控”策略：通过独特激发方式让电子空穴对确定性地进入长寿命的暗激子状态，利用能级简并特性设计单一共振模式同时增强两级光子辐射，在微纳尺度上精细调控光子产生过程，将双光子辐射效率从传统的小于0.1%提升至约50%。该技术路径突破了“光子辐射的二阶量子过程必然远弱于一阶过程”的传统认知。

　　三是创新理论模型。科研团队还通过理论模型完整解释了这一发光机制，为后续优化提供了清晰的理论依据。

　　二、战略意义：量子科技竞争的“关键拼图”

　　一是抢占量子科技制高点。在全球量子科技竞争白热化背景下，我国已形成"局部领跑、整体并跑"的战略格局。此次突破使我国在量子光源这一核心器件领域实现从"并跑"到"领跑"的跨越，巩固了我国在量子通信领域的国际引领地位。

　　二是构建量子产业生态链。根据海关总署2023年数据，中国高端科研仪器超过80%依赖进口，双光子成像系统的国产化率不足5%。新型国产双光子系统相比进口设备成本降低30%-50%，新型双光子发射器的突破将显著提升国产化率，2030年有望突破50%。

　　三是保障国家信息安全。随着量子计算机的发展，传统RSA加密算法面临被破解风险，而基于量子光源的物理级加密方式从根本上解决了信息安全的“阿喀琉斯之踵” 。该技术将我国关键基础设施的信息防护能力提升至量子级别，为数字经济安全发展提供底层支撑

　　四是推动国际标准制定话语权。中国科研团队已申请相关专利37项，其中12项PCT国际专利覆盖美国、欧盟等主要市场。正在主导制定《氮化镓基量子光源器件技术规范》国际标准，推动中国成为量子通信器件标准的重要制定者。

　　三、未来展望：从实验室走向产业化

　　一是量子通信网络的核心支撑。作为量子网络的“种子工厂”，该技术可大幅提升量子密钥分发效率，为构建城市级量子通信网络提供关键器件。 与现有“京沪干线”等量子保密通信网络结合，可显著提升政务、金融、能源等关键领域的信息安全保障能力。为未来天地一体化量子通信系统提供高可靠性光源，支持我国已建成的全球最大规模量子保密通信网络进一步升级。

　　二是量子精密测量的革命性突破。双光子光源可突破传统测量中的散粒噪声限制，实现更高精度的量子精密测量。在量子雷达、痕量原子示踪、弱磁场测量等领域已达到国际先进水平，为国防、医疗、地质勘探等领域提供关键技术支持。中国科学技术大学团队已利用量子光源将测量精度极限提高了5.8倍，首次实现“量子精密测量优越性”。

　　三是量子计算与信息处理的关键组件。作为量子纠缠光源，可为量子计算提供高保真度的纠缠光子对，保真度高达99.4% ； 为“天衍”量子计算云平台等中国自主研发的量子计算系统提供核心器件支持，推动我国成为全球唯一在超导量子和光量子两种物理体系上都实现“量子计算优越性”的国家；支持量子-经典融合新范式，为量子计算机的实用化提供可行路径。

　　总之，该技术将推动我国量子科技从“单点领先”向“系统突破”质变，将为我国在新一轮科技革命中赢得战略先机提供关键支撑。