金贤敏在展示多波导量子芯片。本报记者沈湫莎摄
本报记者 沈湫莎
几天前，全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”传来喜讯，在轨测试运行状态良好。而在量子通信领域的另一重要分支——量子计算中，沪上也有一家实验室不断取得突破，这就是上海交通大学光子集成与量子信息实验室，它是世界上为数不多的、同时具备了光量子集成芯片设计加工集成能力和多光子纠缠制备能力的实验室，实验室领头人、上海交大物理与天文系特别研究员金贤敏今年才36岁，由于在量子领域的突出贡献，去年他被达沃斯世界经济论坛授予青年科学家奖。
“我国电子信息产业一直饱受没有自主芯片技术之苦，因此，新一代信息技术革命中‘缺芯’问题绝不可在中国再次重演。虽然量子信息技术的真正实用化仍然在路上，但是芯片化集成这一战略方向，一定要给予足够重视。”金贤敏说。
借助光子集成芯片，一次制备有望抓取14光子
在金贤敏的实验室中，有几个1.25米宽、3米长的工作台，上面插满了黑色的镜片，学生往往需要趴在工作台上连续工作好几个小时，经过反复激发、调试，才能捕捉到一对纠缠态的光子。
目前最高的制备能力，是由我国潘建伟院士团队保持的10光子纪录，老外把这一制备能力称为“史诗般的、英雄主义般的”，因为想要多捕捉一对光子，成功率就下降100倍，因此10光子几乎已经到达人类手工制备能力的极限，再增加一对光子也几近是不可能完成的任务。
经历了早期的理论与原理实验验证，量子信息技术正在由实验室演示迈向器件制备和芯片化的新阶段。
“宏观光学器件的损耗、操控精度和稳定性等看似技术性的难题，实际上已经成为无法突破的原理性瓶颈。我们利用集成光子学，可以把包括多光子纠缠在内的大规模复杂光子线路制备在几个厘米大小的光子集成芯片上，在操控量子系统的尺度和复杂度上达到全新的水平。”金贤敏说。
据透露，借助光子集成芯片，一次制备有望抓取14光子。
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