齊魯晚報(bào)·齊魯壹點(diǎn)記者 尹明亮

擁有全國(guó)最早的量子糾纏實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)室依然是山東規(guī)模最大的光量子糾纏實(shí)驗(yàn)室之一，它是濰坊學(xué)院多光子糾纏與操縱重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。在量子技術(shù)帶給人們無(wú)限遐想的今天，許多人不知道，這所向來(lái)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(shí)驗(yàn)室里排列著許多光學(xué)元件。

將量子刻進(jìn)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(jī)。在學(xué)院一樓，帶有幾分時(shí)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(gè)西側(cè)和東側(cè)幾乎都是學(xué)院的量子技術(shù)實(shí)驗(yàn)室。

飛秒激光器、符合計(jì)數(shù)系統(tǒng)、光場(chǎng)調(diào)控系統(tǒng)，一個(gè)個(gè)聽(tīng)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(shí)驗(yàn)室里一個(gè)個(gè)光量子糾纏實(shí)驗(yàn)設(shè)備。

“5間實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)與應(yīng)用設(shè)施。”學(xué)院院長(zhǎng)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(shí)驗(yàn)室中間的一個(gè)小屋。

“這是個(gè)年輕的團(tuán)隊(duì)，一共30多人。除了我，都是30來(lái)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?、超導(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)。”曹連振說(shuō)。

“這是山東最早的光量子糾纏實(shí)驗(yàn)室。”從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)博士畢業(yè)后來(lái)到濰坊學(xué)院的楊陽(yáng)對(duì)這里有著深厚的感情，因?yàn)檫@個(gè)實(shí)驗(yàn)室從2006年設(shè)立之初便帶著濃濃的中科大基因。

當(dāng)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(zhǎng)逯懷新聯(lián)系到剛學(xué)成回國(guó)沒(méi)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(shí)驗(yàn)室得以建立。

“當(dāng)年那不到20平方米的實(shí)驗(yàn)室，也是國(guó)內(nèi)最早開(kāi)展光量子糾纏的實(shí)驗(yàn)室之一，老院長(zhǎng)逯懷新以及趙加強(qiáng)、王曉芹等也成了學(xué)校開(kāi)展量子技術(shù)研究的拓荒者。”看著墻上山東?。ㄊ∈泄步ǎ┲攸c(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、山東省高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、山東省高校特色實(shí)驗(yàn)室和山東省未來(lái)產(chǎn)業(yè)工程研究中心的牌子，看著實(shí)驗(yàn)室里忙碌的年輕人，曹連振滿是感慨。當(dāng)年的拓荒者很多已經(jīng)退休，但量子技術(shù)早已刻進(jìn)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(tuán)隊(duì)成員在進(jìn)行光量子制備實(shí)驗(yàn)。

曾誕生世界最亮的三光子糾纏源

“2006年底建成，2007年初開(kāi)始投入使用，到2008年，這里就制備出了當(dāng)時(shí)世界最亮的三光子廣義糾纏源。”曹連振介紹，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(duì)多粒子糾纏的制備與操縱能力，更是代表了一個(gè)國(guó)家在量子信息處理方面的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。制備高亮度糾纏源，且應(yīng)用于量子通信、量子計(jì)算與量子精密測(cè)量等領(lǐng)域，更是亟待解決的問(wèn)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。“很多成果都處在國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的水平?！边@些年，曹連振見(jiàn)證著實(shí)驗(yàn)室里一個(gè)個(gè)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(shí)驗(yàn)室里，一個(gè)個(gè)光學(xué)元件看似排列雜亂，事實(shí)上，每個(gè)器件的位置都經(jīng)過(guò)了嚴(yán)密的計(jì)算。試驗(yàn)臺(tái)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(shí)驗(yàn)室已實(shí)現(xiàn)光量子門的遠(yuǎn)程操作，這為實(shí)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(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)?！蓖瑯赢厴I(yè)于中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的楊陽(yáng)現(xiàn)在是實(shí)驗(yàn)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(jìn)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(guò)先進(jìn)的計(jì)算方法，成功預(yù)測(cè)和設(shè)計(jì)了高階拓?fù)浣^緣體、拓?fù)涔?jié)點(diǎn)線半金屬等一系列新型拓?fù)洳牧??！斑@些材料在電子器件、量子計(jì)算和自旋電子學(xué)中都有著潛在的應(yīng)用價(jià)值?！?/p>

劉冰說(shuō)。

同在一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，2024年剛從中國(guó)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(shí)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(shí)驗(yàn)室一個(gè)重要的方向?！辈苓B振說(shuō)。

濰坊學(xué)院年輕博士在進(jìn)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(shí)驗(yàn)室走進(jìn)大眾的視野。

“量子技術(shù)應(yīng)用的三個(gè)主要方向是量子通信、量子計(jì)算和量子精密測(cè)量，我們都在相關(guān)領(lǐng)域與國(guó)內(nèi)各個(gè)科研院所及企業(yè)開(kāi)展著合作，希望量子技術(shù)能給產(chǎn)業(yè)帶來(lái)改變?！辈苓B振說(shuō)。

對(duì)山東省康達(dá)永創(chuàng)儀器設(shè)備有限公司市場(chǎng)開(kāi)發(fā)部經(jīng)理戴鵬鵬來(lái)說(shuō)，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(lái)，微弱信號(hào)放大都是一個(gè)比較棘手的問(wèn)題。濰坊學(xué)院量子技術(shù)團(tuán)隊(duì)基于數(shù)字鎖相放大器的微弱信號(hào)放大與檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行研發(fā)，實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)噪聲背景下微弱信號(hào)檢測(cè)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(shí)驗(yàn)室電子信號(hào)測(cè)試設(shè)備，再到無(wú)線電通信系統(tǒng)、生物傳感器等，過(guò)去兩年，公司這些產(chǎn)品的銷售額已達(dá)百萬(wàn)元。

“普通人對(duì)量子技術(shù)的認(rèn)知可能多數(shù)始于祖沖之號(hào)量子計(jì)算機(jī)或墨子號(hào)量子科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星，但對(duì)我們來(lái)說(shuō)，將量子以應(yīng)用的方式帶進(jìn)更多的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域、帶進(jìn)公眾的視野是我們的目標(biāo)?！辈苓B振介紹，針對(duì)量子科技未來(lái)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(cè)量、光量子計(jì)算等領(lǐng)域正開(kāi)展著基礎(chǔ)研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)和攻關(guān)，并嘗試著通過(guò)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(shí)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(zhēng)將實(shí)驗(yàn)室打造成省內(nèi)知名、國(guó)內(nèi)具有一定影響力的重點(diǎn)開(kāi)放型實(shí)驗(yàn)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?！辈苓B振說(shuō)。