一、背景：量子光源是量子科技竞争的核心战场 量子信息技术被视为新一轮科技革命的战略制高点，而量子光源作为量子通信、量子计算与量子传感系统的核心器件，其性能水平直接决定整个量子信息体系的可靠性与实用化进程。其中，确定性双光子光源因其量子测量、量子成像及量子生物医学等前沿领域的不可替代性，长期以来是国际科研机构竞相攻关的重点方向。 近年来，美国、欧盟、日本等主要科技强国持续加大对量子光源基础研究的投入，力图在这个关键技术领域占据先机。，我国科研团队取得的这一突破，优势在于重要的战略意义与现实价值。 二、问题：传统技术路线长期面临双重瓶颈 在双光子光源的研究路径上，科学界长期面临两大核心矛盾。其一，传统光源在产生双光子的过程中，极易混入多余光子，导致输出信号受到干扰，难以实现纯净稳定的双光子态；其二，利用单量子点作为发射体虽然理论上具备确定性发射，但在实际操作中，效率低下与双光子纯度不足的问题始终难以同步解决，二者之间存在明显的技术制约关系。这一"高纯度与高效率难以兼得"的困境，成为制约固态量子光源走向实用化的主要障碍。 三、突破：创新激发机制实现关键技术跨越 针对上述瓶颈，北京量子信息科学研究院袁之良团队与中国科学院半导体研究所牛智川团队联合攻关，从激发机制与腔体结构两个维度同步创新，找到了破解难题的有效路径。 在激发方式上，研究团队采用独特的激发手段作用于半导体量子点微柱腔结构，使单个电子空穴对能够确定性地进入长寿命的暗激子状态，从而实现更为高效、精准的双激子态填充，从根本上提升了双光子产生的可控性。 在腔体设计上，团队充分利用能级简并特性，使单一共振模式能够同时增强两级光子辐射过程。这一设计在不牺牲光子纯净度的前提下，大幅提升了双光子的整体发射效率，有效化解了此前长期存在的效率与纯度之间的矛盾。 实验数据充分验证了上述方案的有效性。在脉冲激发条件下，该新型量子光源发射光子中有98.3%以成对形式出现，双光子发射效率达到29.9%，两项核心指标均处于目前国际固态量子光源领域的顶尖水平。另外，研究团队还构建了完整的理论模型，系统阐释了这一发光机制的物理原理，为后续器件优化与性能提升提供了坚实的理论支撑。 四、影响：多领域应用前景广阔，产业化路径更加清晰 这一成果的意义不仅体现在基础研究层面，更在于其对量子技术应用体系的深远影响。高纯度、高效率的双光子光源，是构建实用化量子网络、推进量子精密测量以及开展量子生物医学研究的重要基础器件。此次突破意味着有关应用场景的技术门槛得到实质性降低，有助于加速量子技术从实验室走向工程化应用的进程。 从产业链角度看，固态量子光源具备与现有半导体制造工艺兼容的潜力，这一特性使其在规模化生产上具备显著优势，为量子器件的低成本制备和大规模集成提供了可行路径。 五、前景：持续攻关，推动量子科技自立自强 当前，我国量子信息领域的基础研究正处于从跟跑到并跑、局部领跑的关键转型阶段。此次成果的发布，是我国在固态量子光源这一细分领域取得国际领先地位的有力佐证，也是科研机构协同攻关、集中力量突破"卡脖子"技术的成功实践。 下一步，研究团队将在现有理论模型的基础上，更优化器件结构与制备工艺，探索双光子光源在量子纠缠分发、量子中继等更复杂应用场景中的性能表现，推动相关技术向更高水平迈进。
量子光源技术的突破再次说明，基础研究的深度决定产业发展的广度。这项成果不仅为量子科技发展增添了新动能，也展现了我国科研人员在关键领域持续攻坚的能力与决心。