一所地方高校的量子突破路：这里曾诞生世界最亮的三光子纠缠源

大众新闻·齐鲁壹点记者 尹明亮

拥有全国最早的量子纠缠实验室之一，也曾在这里诞生世界最亮的三光子纠缠源，如今它的量子实验室依然是山东规模最大的光量子纠缠实验室之一，它是潍坊学院多光子纠缠与操纵重点实验室。在量子技术带给人们无限遐想的今天，许多人不知道，这所向来低调的山东地方高校一直走在量子技术研究的前沿。

将量子刻进学科基因

春雪初融，让潍坊学院物理与电子信息学院更多了几分生机。在学院一楼，带有几分时间印迹的潍坊学院量子技术研究院的牌子依然吸引人的眼球，一楼整个西侧和东侧几乎都是学院的量子技术实验室。

飞秒激光器、符合计数系统、光场调控系统，一个个听上去颇为新奇的设备再加上众多光学组件，构成了实验室里一个个光量子纠缠实验设备。

“5间实验室，在山东高校中，目前，这应该还是规模最大的光量子纠缠实验与应用设施。”学院院长曹连振是学院量子研究的学科带头人，为了工作方便，他的办公室就设在几间实验室中间的一个小屋。

“这是个年轻的团队，一共30多人。除了我，都是30来岁的小伙子、小姑娘。”在一帮年轻的博士中，1980年出生的曹连振算得上元老了。“光量子、超导、离子阱等是目前量子技术研究的主流技术路线，潍坊学院在光量子的研究中已经积累了很好的基础。”曹连振说。

“这是山东最早的光量子纠缠实验室。”从中国科学技术大学博士毕业后来到潍坊学院的杨阳对这里有着深厚的感情，因为这个实验室从2006年设立之初便带着浓浓的中科大基因。

当年，在作为中科大校友的潍坊学院物理与电子信息学院老院长逯怀新联系到刚学成回国没多久的潘建伟，在潘建伟的帮助之下，潍坊学院的多光子纠缠与操纵实验室得以建立。

“当年那不到20平方米的实验室，也是国内最早开展光量子纠缠的实验室之一，老院长逯怀新以及赵加强、王晓芹等也成了学校开展量子技术研究的拓荒者。”看着墙上山东省（省市共建）重点实验室、山东省高校重点实验室、山东省高校特色实验室和山东省未来产业工程研究中心的牌子，看着实验室里忙碌的年轻人，曹连振满是感慨。当年的拓荒者很多已经退休，但量子技术早已刻进了学院学科建设的基因里。

曾诞生世界最亮的三光子纠缠源

“2006年底建成，2007年初开始投入使用，到2008年，这里就制备出了当时世界最亮的三光子广义纠缠源。”曹连振介绍，光量子一直是量子研究中主要的领域之一，量子纠缠是量子信息的核心资源，对多粒子纠缠的制备与操纵能力，更是代表了一个国家在量子信息处理方面的国际竞争力。制备高亮度纠缠源，且应用于量子通信、量子计算与量子精密测量等领域，更是亟待解决的问题。

潍坊学院在光子纠缠源制备的研究中也不断取得新突破。“很多成果都处在国内领先的水平。”这些年，曹连振见证着实验室里一个个重要科研成果的诞生。

2014年，潍坊学院成功制备出高品质四光子-八比特纠缠源；2021年，六光子-十二比特超纠缠源制备成功，曹连振都是重要的参与者。

在实验室里，一个个光学元件看似排列杂乱，事实上，每个器件的位置都经过了严密的计算。试验台旁的面孔，从老一代学者换成了年轻人，不变的是穿梭其中的光子，和持续上演的科学突破。

“实验室已实现光量子门的远程操作，这为实现量子网络以及分布式量子信息处理等方面奠定了实验基础。”同样毕业于中国科学技术大学的杨阳现在是实验室的骨干，他在量子门方面的最新研究成果，即将在量子技术世界知名期刊上发表。

而在量子材料研究领域，年轻学者们也进行着更多的突破。

1993年出生的年轻博士刘冰也毕业于中科大，她通过先进的计算方法，成功预测和设计了高阶拓扑绝缘体、拓扑节点线半金属等一系列新型拓扑材料。“这些材料在电子器件、量子计算和自旋电子学中都有着潜在的应用价值。”

刘冰说。

同在一个实验室，2024年刚从中国科学院大学博士毕业的张帅在卤铅钙钛矿材料在光量子器件中应用领域的研究也已经取得一些成果。他在卤铅钙钛矿材料上构建模型，让光子实现了更好的控制。

“量子材料的研究不仅是科学探索的星辰大海，更是技术革命的基石燃料，因此，量子材料调控与应用研究也是实验室一个重要的方向。”曹连振说。

要让量子技术从理论走向应用

在潍坊学院，量子技术的基础研究依然在继续。在研究者的努力下，量子也在逐渐从实验室走进大众的视野。

“量子技术应用的三个主要方向是量子通信、量子计算和量子精密测量，我们都在相关领域与国内各个科研院所及企业开展着合作，希望量子技术能给产业带来改变。”曹连振说。

对山东省康达永创仪器设备有限公司市场开发部经理戴鹏鹏来说，量子技术是“看得着”的。

“公司产品包括很多精密传感器，但一直以来，微弱信号放大都是一个比较棘手的问题。潍坊学院量子技术团队基于数字锁相放大器的微弱信号放大与检测技术进行研发，实现了强噪声背景下微弱信号检测的突破，这一技术已经应用到了公司的很多产品中。”戴鹏鹏介绍，从量子通信终端系统到高校电子实验室电子信号测试设备，再到无线电通信系统、生物传感器等，过去两年，公司这些产品的销售额已达百万元。

“普通人对量子技术的认知可能多数始于祖冲之号量子计算机或墨子号量子科学试验卫星，但对我们来说，将量子以应用的方式带进更多的产业领域、带进公众的视野是我们的目标。”曹连振介绍，针对量子科技未来产业面临的关键技术瓶颈，潍坊学院在量子器件与材料、量子通信与量子精密测量、光量子计算等领域正开展着基础研究、技术开发和攻关，并尝试着通过校企合作、产学研一体化及产业化转化等工作实现基础研究成果转化和科研成果产业化。

“我们要力争将实验室打造成省内知名、国内具有一定影响力的重点开放型实验室，打造成为区域科技创新、人才培养与新技术工程应用示范基地。”曹连振说。

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