香港文匯報訊（記者 盧靜怡 廣州報道）中山大學科研團隊在量子光學領域取得重大突破。香港文匯報記者11日從中山大學獲悉，《自然》雜誌（Nature）日前在線發表該校物理學院王雪華、劉進教授團隊主導的最新研究成果。團隊成功研發出一種新型「量子光源」，可以像工廠一樣，按需要製造出一對「心靈感應」的光子雙胞胎，在國際上率先實現與單光子輻射強度相當的自發雙光子輻射。這成果將為新一代量子精密測量技術的發展、功能化光量子信息處理芯片的構建提供關鍵支撐。

在量子世界裏，一對光子能像心靈感應的雙胞胎——即使相隔萬里，測量其中一個，另一個瞬間「回應」。這種神奇的量子糾纏，如同「心有靈犀」的雙胞胎。如果要讓兩粒光子成功「結伴」，過去往往依賴複雜而低效的過程，科學界一直希望找到更穩定、可控的方式來「批量製造」這種光子對。

中山大學物理學院王雪華、劉進教授團隊此次提出一種全新的方法，利用納米級「人造原子」結構配合高品質光學微腔，首次在國際上實現與單光子輻射強度相當的「自發雙光子輻射」，並製備出保真度高達99.4%、可按需觸發的糾纏光子源。通俗來說，團隊成功在實驗室中「培育出」能按計劃產生，且糾纏程度極高的雙胞胎光子。

「我們就像在納米尺度建了一間光子工廠，設計了一個專屬通道，令這些雙胞胎光子更容易誕生。」論文第一作者、中山大學物理學院副教授劉順發解釋，近年來半導體的材料生長與器件加工技術的突破，為自發雙光子輻射的實驗實現提供了關鍵支持。

據介紹，早在上世紀六十年代，科學界已有關於「雙光子同時誕生」的理論預測，但由於原子傾向一次只釋放一粒光子，要穩定地產生兩粒互相糾纏的光子一直是極大挑戰。

今次中大團隊成功的關鍵，在於精確控制微腔內的光學環境，大幅提升雙光子產生的效率。從過去不足千分之一，提高至約五成，令光子對的生成變得穩定可靠，並可實現「一按即出」。研究亦打破了物理界一直以來認為「雙光子過程一定遠弱於單光子」的傳統看法。

這一成果獲得《自然》雜誌編審高度評價，認為相關光源不僅創下保真度新紀錄，更為未來實現可擴展的光量子芯片、推動量子科技實用化奠定關鍵技術基礎。整項研究由中山大學主導完成，劉進教授為通訊作者，王雪華教授提供指導，劉順發為第一作者。研究亦獲中國科學院半導體研究所、天津大學及德國多特蒙德大學等單位支持。

劉順發表示，下一步團隊將利用研究中實現的高保真度糾纏光源和高純度雙光子源，繼續開展量子精密測量與量子通信應用方面的研究。