齊魯晚報·齊魯壹點記者 尹明亮

擁有全國最早的量子糾纏實驗室之一，也曾在這里誕生世界最亮的三光子糾纏源，如今它的量子實驗室依然是山東規(guī)模最大的光量子糾纏實驗室之一，它是濰坊學(xué)院多光子糾纏與操縱重點實驗室。在量子技術(shù)帶給人們無限遐想的今天，許多人不知道，這所向來低調(diào)的山東地方高校一直走在量子技術(shù)研究的前沿。

濰坊學(xué)院光量子糾纏實驗室里排列著許多光學(xué)元件。

將量子刻進學(xué)科基因

春雪初融，讓濰坊學(xué)院物理與電子信息學(xué)院更多了幾分生機。在學(xué)院一樓，帶有幾分時間印跡的濰坊學(xué)院量子技術(shù)研究院的牌子依然吸引人的眼球，一樓整個西側(cè)和東側(cè)幾乎都是學(xué)院的量子技術(shù)實驗室。

飛秒激光器、符合計數(shù)系統(tǒng)、光場調(diào)控系統(tǒng)，一個個聽上去頗為新奇的設(shè)備再加上眾多光學(xué)組件，構(gòu)成了實驗室里一個個光量子糾纏實驗設(shè)備。

“5間實驗室，在山東高校中，目前，這應(yīng)該還是規(guī)模最大的光量子糾纏實驗與應(yīng)用設(shè)施?！睂W(xué)院院長曹連振是學(xué)院量子研究的學(xué)科帶頭人，為了工作方便，他的辦公室就設(shè)在幾間實驗室中間的一個小屋。

“這是個年輕的團隊，一共30多人。除了我，都是30來歲的小伙子、小姑娘。”在一幫年輕的博士中，1980年出生的曹連振算得上元老了?！肮饬孔印⒊瑢?dǎo)、離子阱等是目前量子技術(shù)研究的主流技術(shù)路線，濰坊學(xué)院在光量子的研究中已經(jīng)積累了很好的基礎(chǔ)?！辈苓B振說。

“這是山東最早的光量子糾纏實驗室?！睆闹袊茖W(xué)技術(shù)大學(xué)博士畢業(yè)后來到濰坊學(xué)院的楊陽對這里有著深厚的感情，因為這個實驗室從2006年設(shè)立之初便帶著濃濃的中科大基因。

當年，在作為中科大校友的濰坊學(xué)院物理與電子信息學(xué)院老院長逯懷新聯(lián)系到剛學(xué)成回國沒多久的潘建偉，在潘建偉的幫助之下，濰坊學(xué)院的多光子糾纏與操縱實驗室得以建立。

“當年那不到20平方米的實驗室，也是國內(nèi)最早開展光量子糾纏的實驗室之一，老院長逯懷新以及趙加強、王曉芹等也成了學(xué)校開展量子技術(shù)研究的拓荒者。”看著墻上山東?。ㄊ∈泄步ǎ┲攸c實驗室、山東省高校重點實驗室、山東省高校特色實驗室和山東省未來產(chǎn)業(yè)工程研究中心的牌子，看著實驗室里忙碌的年輕人，曹連振滿是感慨。當年的拓荒者很多已經(jīng)退休，但量子技術(shù)早已刻進了學(xué)院學(xué)科建設(shè)的基因里。

濰坊學(xué)院量子技術(shù)團隊成員在進行光量子制備實驗。

曾誕生世界最亮的三光子糾纏源

“2006年底建成，2007年初開始投入使用，到2008年，這里就制備出了當時世界最亮的三光子廣義糾纏源?！辈苓B振介紹，光量子一直是量子研究中主要的領(lǐng)域之一，量子糾纏是量子信息的核心資源，對多粒子糾纏的制備與操縱能力，更是代表了一個國家在量子信息處理方面的國際競爭力。制備高亮度糾纏源，且應(yīng)用于量子通信、量子計算與量子精密測量等領(lǐng)域，更是亟待解決的問題。

濰坊學(xué)院在光子糾纏源制備的研究中也不斷取得新突破?！昂芏喑晒继幵趪鴥?nèi)領(lǐng)先的水平。”這些年，曹連振見證著實驗室里一個個重要科研成果的誕生。

2014年，濰坊學(xué)院成功制備出高品質(zhì)四光子-八比特糾纏源；2021年，六光子-十二比特超糾纏源制備成功，曹連振都是重要的參與者。

在實驗室里，一個個光學(xué)元件看似排列雜亂，事實上，每個器件的位置都經(jīng)過了嚴密的計算。試驗臺旁的面孔，從老一代學(xué)者換成了年輕人，不變的是穿梭其中的光子，和持續(xù)上演的科學(xué)突破。

“實驗室已實現(xiàn)光量子門的遠程操作，這為實現(xiàn)量子網(wǎng)絡(luò)以及分布式量子信息處理等方面奠定了實驗基礎(chǔ)?！蓖瑯赢厴I(yè)于中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的楊陽現(xiàn)在是實驗室的骨干，他在量子門方面的最新研究成果，即將在量子技術(shù)世界知名期刊上發(fā)表。

而在量子材料研究領(lǐng)域，年輕學(xué)者們也進行著更多的突破。

1993年出生的年輕博士劉冰也畢業(yè)于中科大，她通過先進的計算方法，成功預(yù)測和設(shè)計了高階拓撲絕緣體、拓撲節(jié)點線半金屬等一系列新型拓撲材料?！斑@些材料在電子器件、量子計算和自旋電子學(xué)中都有著潛在的應(yīng)用價值?！?/p>

劉冰說。

同在一個實驗室，2024年剛從中國科學(xué)院大學(xué)博士畢業(yè)的張帥在鹵鉛鈣鈦礦材料在光量子器件中應(yīng)用領(lǐng)域的研究也已經(jīng)取得一些成果。他在鹵鉛鈣鈦礦材料上構(gòu)建模型，讓光子實現(xiàn)了更好的控制。

“量子材料的研究不僅是科學(xué)探索的星辰大海，更是技術(shù)革命的基石燃料，因此，量子材料調(diào)控與應(yīng)用研究也是實驗室一個重要的方向。”曹連振說。

濰坊學(xué)院年輕博士在進行量子材料調(diào)控與應(yīng)用的研究。

要讓量子技術(shù)從理論走向應(yīng)用

在濰坊學(xué)院，量子技術(shù)的基礎(chǔ)研究依然在繼續(xù)。在研究者的努力下，量子也在逐漸從實驗室走進大眾的視野。

“量子技術(shù)應(yīng)用的三個主要方向是量子通信、量子計算和量子精密測量，我們都在相關(guān)領(lǐng)域與國內(nèi)各個科研院所及企業(yè)開展著合作，希望量子技術(shù)能給產(chǎn)業(yè)帶來改變?！辈苓B振說。

對山東省康達永創(chuàng)儀器設(shè)備有限公司市場開發(fā)部經(jīng)理戴鵬鵬來說，量子技術(shù)是“看得著”的。

“公司產(chǎn)品包括很多精密傳感器，但一直以來，微弱信號放大都是一個比較棘手的問題。濰坊學(xué)院量子技術(shù)團隊基于數(shù)字鎖相放大器的微弱信號放大與檢測技術(shù)進行研發(fā)，實現(xiàn)了強噪聲背景下微弱信號檢測的突破，這一技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到了公司的很多產(chǎn)品中?！贝鼯i鵬介紹，從量子通信終端系統(tǒng)到高校電子實驗室電子信號測試設(shè)備，再到無線電通信系統(tǒng)、生物傳感器等，過去兩年，公司這些產(chǎn)品的銷售額已達百萬元。

“普通人對量子技術(shù)的認知可能多數(shù)始于祖沖之號量子計算機或墨子號量子科學(xué)試驗衛(wèi)星，但對我們來說，將量子以應(yīng)用的方式帶進更多的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域、帶進公眾的視野是我們的目標。”曹連振介紹，針對量子科技未來產(chǎn)業(yè)面臨的關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，濰坊學(xué)院在量子器件與材料、量子通信與量子精密測量、光量子計算等領(lǐng)域正開展著基礎(chǔ)研究、技術(shù)開發(fā)和攻關(guān)，并嘗試著通過校企合作、產(chǎn)學(xué)研一體化及產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化等工作實現(xiàn)基礎(chǔ)研究成果轉(zhuǎn)化和科研成果產(chǎn)業(yè)化。

“我們要力爭將實驗室打造成省內(nèi)知名、國內(nèi)具有一定影響力的重點開放型實驗室，打造成為區(qū)域科技創(chuàng)新、人才培養(yǎng)與新技術(shù)工程應(yīng)用示范基地。”曹連振說。