哥本哈根大学的研究团队近日在量子物理领域取得重大突破,成功解决了困扰学界多年的难题:实现对两束量子光源的**控制。这一成果发表在**期刊《科学》上,标志着研究人员首次能够创建“机械量子纠缠”现象,即两束光在无需物理连接的情况下,能够瞬间相互影响,甚至跨越地理距离。这一进展被视为量子网络构建和高效量子计算机研发的关键基石。
据负责该项目的彼得·洛达尔教授介绍,这项技术基于过去20年的积累,核心在于开发了一种极小的纳米芯片。该芯片尺寸仅相当于人类发丝的直径,却能在其中稳定运行两个完全相同的量子光源。此前,由于量子光源对外界“噪声”极度敏感,研究人员长期只能控制单一光源,难以实现多光源的协同工作。此次突破意味着科学家现在可以连接并控制两个光源,为扩展量子硬件应用打开了大门。
这项技术的核心优势在于其处理信息的颠覆性能力。量子比特(qubit)可以同时处于0和1的状态,其算力远超传统计算机。洛达尔教授指出,仅由100个光子组成的量子光源所携带的信息量,就超过了目前全球最强大的超级计算机。研究团队认为,若能利用20至30个纠缠的光源构建系统,即可打造出具备纠错能力的通用量子计算机,这正是全球科技巨头投入数千亿美元竞相争夺的“圣杯”。
尽管基础物理研究已取得实质性进展,但将实验室成果转化为商业应用仍面临挑战。洛达尔教授坦言,对于高校而言,构建控制15至20个光源的复杂设备成本过高,未来的规模化扩展将更多依赖工程技术的突破。目前,该研究已从基础物理探索转向技术落地阶段,为量子计算、量子加密及量子互联网等技术的商业化应用铺平了道路。
对于中国量子科技从业者而言,这一突破验证了通过纳米光子学集成实现多光源纠缠的可行性,提示我们在量子芯片的抗噪设计与规模化集成工艺上需持续加大投入,以抢占下一代算力竞争的高地。