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對山東康達(dá)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、摸得著”的?！熬軅鞲衅魇俏覀兊漠a(chǎn)品之一，但面臨著微弱信號放大難題?！贝鼯i鵬說，濰坊學(xué)院量子技術(shù)團(tuán)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(jìn)行研發(fā)，實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)噪聲背景下微弱信號檢測的突破，破解了難題。

這是濰坊學(xué)院量子技術(shù)團(tuán)隊創(chuàng)新成果的最新應(yīng)用，也是該校作為地方性高校在學(xué)科競爭中實(shí)現(xiàn)突圍的方式之一。6月3日，科技日報記者走進(jìn)濰坊學(xué)院物理與電子信息學(xué)院，尋找該團(tuán)隊的更多成果，了解他們的更多創(chuàng)新故事。

制備出全球亮度最高的三光子糾纏源

記者見到曹連振的時候，這位濰坊學(xué)院物理與電子信息學(xué)院院長正帶領(lǐng)團(tuán)隊對山東省聯(lián)合基金重點(diǎn)項(xiàng)目“基于光子多自由度調(diào)控的高維光量子門的實(shí)驗(yàn)與應(yīng)用研究”發(fā)起攻關(guān)，實(shí)驗(yàn)正進(jìn)行到關(guān)鍵時刻，提升量子計算性能、提高量子精密測量精度、增強(qiáng)量子器件效能成為他們的三大目標(biāo)。

在濰坊學(xué)院，依托物理與電子信息學(xué)院建設(shè)的量子技術(shù)研究院是山東省高校最早設(shè)立的專門從事量子信息理論、實(shí)驗(yàn)與應(yīng)用研究的科研機(jī)構(gòu)。

記者走進(jìn)該院光量子信息與調(diào)控特色實(shí)驗(yàn)室（以下簡稱光量子實(shí)驗(yàn)室），飛秒激光器、符合計數(shù)系統(tǒng)、光場調(diào)控系統(tǒng)，一個個名字晦澀的設(shè)備加上眾多光學(xué)組件，構(gòu)成了這里一個個光量子糾纏實(shí)驗(yàn)設(shè)備。

“在山東高校中，這五間實(shí)驗(yàn)室目前擁有著規(guī)模最大的光量子糾纏實(shí)驗(yàn)與應(yīng)用設(shè)施?！痹跒H坊學(xué)院，曹連振是量子研究的學(xué)科帶頭人，為了研究方便，他直接將辦公室搬到了實(shí)驗(yàn)室里。

據(jù)了解，在量子技術(shù)研究領(lǐng)域，濰坊學(xué)院量子團(tuán)隊在糾纏光源制備技術(shù)與應(yīng)用方面長期保持國內(nèi)領(lǐng)先地位。2008年該實(shí)驗(yàn)室曾制備出當(dāng)時世界上亮度最高的三光子糾纏源，之后，制備出了高品質(zhì)四光子—八比特糾纏源；2024年，該實(shí)驗(yàn)室制備出六光子—十二比特超糾纏源，并成功實(shí)現(xiàn)量子門的隱形傳送。

近年來，基于量子糾纏開展的應(yīng)用研究深入到絕對安全的量子通信、擁有顛覆性算力的量子計算、具有更精準(zhǔn)、更靈敏特質(zhì)的量子精密測量等眾多領(lǐng)域。但很多人并不明白，量子糾纏是什么？

光量子實(shí)驗(yàn)室科研骨干楊陽向記者解釋，“可以將量子糾纏想象成一對擁有‘心靈感應(yīng)’的骰子”：假設(shè)你和朋友各自拿一個骰子，這兩顆骰子被施了“魔法”（即量子糾纏）。無論你們相隔多遠(yuǎn)（比如一個在地球，一個在月球），只要其中一人擲出骰子顯示“3”，另一人的骰子會瞬間變成“3”——這種關(guān)聯(lián)是即時的，且結(jié)果完全隨機(jī)。經(jīng)典物理無法解釋這種超距作用，愛因斯坦稱之為“鬼魅般的超距作用”。

曹連振和同事們正在做的就是將這種“鬼魅般的超距作用”帶到產(chǎn)業(yè)和生活中。

“90后”科研團(tuán)隊奔向量子研究的星辰大海

“這是山東最早的光量子糾纏實(shí)驗(yàn)室?！睆闹袊萍即髮W(xué)博士畢業(yè)后來到濰坊學(xué)院的楊陽對光量子實(shí)驗(yàn)室感情深厚，因?yàn)樗鼜?006年設(shè)立之初便帶著濃濃的“中科大基因”。

當(dāng)年，中科大校友、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，在后者幫助下，濰坊學(xué)院的量子技術(shù)研究平臺逐漸建立起來。據(jù)統(tǒng)計，目前，光量子實(shí)驗(yàn)室80%以上成員具有中國科技大學(xué)的教育背景。

曹連振說，在技術(shù)層面，潘建偉院士團(tuán)隊持續(xù)提供關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)方案指導(dǎo)；同時，光量子實(shí)驗(yàn)室堅守著中國科技大學(xué)“要做就做最好”的科研追求。他舉例：2023年，光量子實(shí)驗(yàn)室取得了量子遠(yuǎn)程塊對角操作實(shí)驗(yàn)的突破性進(jìn)展，在初步實(shí)現(xiàn)80%保真度后，該團(tuán)隊沒有滿足于“國內(nèi)首次”的突破，而是自發(fā)組成三個攻關(guān)小組，分別從光源穩(wěn)定性、相位補(bǔ)償精度和探測效率三個維度開展為期6個月的優(yōu)化實(shí)驗(yàn)。通過持續(xù)參數(shù)調(diào)試和方案改進(jìn)，最終將保真度提升至90%這一國際先進(jìn)水平。

“這是支年輕的團(tuán)隊，30多人。除了我，都是‘90’后。”在一幫年輕博士中，1980年出生的曹連振算得上元老了。

1993年出生的年輕博士劉冰從中國科技大學(xué)來到這里。她通過先進(jìn)的計算方法，成功預(yù)測和設(shè)計了高階拓?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、量子計算和自旋電子學(xué)中都有著潛在的應(yīng)用價值。”劉冰說。量子材料調(diào)控與應(yīng)用研究也是光量子實(shí)驗(yàn)室一個重要的方向。

“將量子以應(yīng)用的方式帶進(jìn)更多的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域”，這是記者在采訪中常聽到的一句話。曹連振說，我們建立起了從基礎(chǔ)研究到技術(shù)研發(fā)，再到產(chǎn)業(yè)孵化的全鏈條研發(fā)平臺，目標(biāo)指向產(chǎn)業(yè)化。

本文開頭提到的山東康達(dá)永創(chuàng)儀器設(shè)備有限公司的案例成了光量子實(shí)驗(yàn)室成果轉(zhuǎn)化的典型代表。據(jù)了解，該實(shí)驗(yàn)室近三年來承擔(dān)各類應(yīng)用型科研課題110余項(xiàng)，累計獲得科研經(jīng)費(fèi)約3500萬元；與此同時，該實(shí)驗(yàn)室已推動18項(xiàng)科技成果應(yīng)用于精密檢測、大數(shù)據(jù)處理、先進(jìn)制造等多個領(lǐng)域，成果轉(zhuǎn)化額度達(dá)到210萬元。