近日,一则振奋人心的消息在科技界引起了轩然大波:北京大学王剑威、龚旗煌教授团队携手山西大学苏晓龙教授团队,成功制备出了全球首个 “连续变量量子纠缠簇态” 芯片。
这一重大科研成果荣登国际顶级期刊《自然》的封面,被赞誉为量子芯片技术的革命性突破,标志着我国在量子科技领域又迈出了极为关键的一步。

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据悉,此次技术突破具备三大令人瞩目的核心创新点:
1)首先是确定性生成。传统的离散变量量子系统依赖概率性纠缠生成,成功率极低,犹如大海捞针。而此次研究团队首创超低损耗调控技术,通过激发真空压缩频率超模,成功实现了 100% 确定性的纠缠态制备。这意味着量子资源从此告别了概率性的困境,能够随取随用,极大地提高了量子计算的可靠性与稳定性。
2)其次是可重构芯片。科学家们巧妙利用光量子频率梳芯片的独特设计,首次在芯片上实现了多比特连续变量纠缠的自由切换。这一芯片如同神奇的乐高积木,能够根据需求构建出不同纠缠结构的簇态,为适配多元量子算法提供了强大的硬件基础,极大地拓展了量子计算的应用范围。
3)最后是宽频带纠缠。实验验证的数百兆赫兹边带超模纠缠,仿佛在一条光纤高速公路上并行运行着数百个量子通道。这种高带宽特性使得芯片的量子比特容量呈指数级扩展,单芯片即可支持千比特级量子计算,远远超越了当前主流量子芯片的物理极限,为量子计算的大规模发展提供了有力支撑。
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这项突破的意义不仅仅停留在实验室中,其产业化前景同样十分广阔。
在量子计算领域,确定性生成的纠缠簇态可直接作为 “量子计算燃料”,为容错量子计算提供坚实的资源保障,有望实现指数级的算力飞跃,从而在诸如密码破译、大数据优化、材料设计、药物分析等众多领域发挥巨大作用,相比经典计算机实现质的超越。
在量子互联网领域,微型化的芯片与现有的光纤网络高度兼容,可以快速部署为量子通信节点,实现城市间的量子算力共享,构建起更加安全、高效的量子通信网络,为信息时代的发展注入新的活力。
此外,在量子传感领域,这种芯片化量子传感器未来甚至可植入智能手机,实现亚纳米级位移感知或毫高斯级磁场探测,引发相关技术的变革,为人们的生活带来更多便利与惊喜。
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回顾攻关历程,自 2016 年起,北大团队便在硅基光量子芯片制备技术领域辛勤耕耘,先后实现了多体 GHZ 态、芯片间隐形传态等一系列里程碑式的成果。山西大学团队也在连续变量领域默默钻研了十余年,取得了诸多显著成果。此次双方强强联合,不仅实现了技术的自主可控,更彰显了新型举国体制在科技创新中的独特优势。
据悉,山西省发改委已批复山西大学量子科技大楼建设项目,总投资超 7.5 亿元,将用于量子芯片研制、量子网络构建等科研设备购置,进一步强化实验条件为量子科研提供坚实的硬件支撑。

上图来源:山西省发改委
在产学研协同方面,山西大学积极与华为等行业巨头展开深度合作。双方组建了联合研发团队,致力于光量子芯片技术的产业化推进。以与昇腾芯片协同优化计算能力为例,科研人员深入分析两种芯片的架构特点,通过创新的算法适配和硬件接口优化,让光量子芯片与昇腾芯片在数据处理流程中紧密配合。
写到最后-
在全球量子科技竞争日益白热化的当下,中国团队率先突破连续变量体系的技术瓶颈,标志着我国在量子芯片的 “第二战场” 占领了战略高地。
此次量子纠缠簇态芯片的成功研发,不仅是实验室里的辉煌成就,更是一张通往未来产业的金色通行证。相信在不久的将来,随着量子芯片开始量产并广泛应用,改变世界的力量将真正牢牢地握在我们掌心,为人类社会的发展带来无限可能。