第二届第四代半导体技术研讨会
主办单位：浙江大学杭州国际科创中心、浙江大学硅及先进半导体材料全国重点实验室、半导体在线
承办单位：杭州镓仁半导体有限公司
时间和地址：2026年3月18-19日 杭州
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近日，苏黎世联邦理工学院的研究团队在《Light: Science & Applications》发表重要成果，成功在薄膜铌酸锂光子芯片上实现了可编程的纠缠贝尔态生成。该芯片集成了两个高亮度光子对源与可重构干涉单元，无需外部复杂光学系统即可直接制备多种量子态，保真度超过90%，标志着集成量子光子学向实用化、系统化迈出关键一步。光子系统是量子技术的前沿，可应用于量子计算、量子密码学或量子传感等领域，但传统基于铌酸锂的纠缠光子源虽亮度高却难以规模化，而集成光子学虽能实现规模化，此前的绝缘体上铌酸锂（LNOI）平台虽结合了铌酸锂的强非线性与集成优势，却仅停留在孤立器件或简单组合阶段，未实现 “高亮度光子源 + 可重构电路” 的全集成。本工作则将 LNOI 的功能单元整合为可编程电路，实现了片上高保真纠缠贝尔态的生成，推动了 LNOI 在可扩展量子光子系统中的应用。研究团队设计并制备了一款单片集成光子芯片，核心突破在于：
双源干涉架构：在同一芯片上集成两个周期性极化铌酸锂波导，作为独立光子对源；
全相位可编程：通过热光相位调制器动态调控泵浦与干涉相位，实现量子态实时重构；
片上态层析系统：集成马赫‑曾德尔干涉仪，支持直接在芯片上完成量子态投影测量，无需外部复杂光路。
关键性能指标：
光子对源亮度：26MHz mW⁻¹nm⁻¹（领先同类集成器件）；
两光子干涉可见度：99.0 ± 0.7%；
贝尔态保真度： > 90%，最高达93.1%；
态重构时间：仅需约 30 秒。
综上，研究实现了一种可编程的单片 LNOI 光子集成电路，可在片上生成纠缠双光子态，其光子源亮度、干涉可见度及量子态保真度均表现优异；相比硅光子学等方案，LNOI 的 SPDC 源在性能、结构复杂度上更具优势，且现有损耗等问题可通过技术优化解决，后续还能扩展至多量子比特态；这一工作首次将 LNOI 的线性单元与片上 SPDC 源整合为可编程电路，虽仍有技术挑战，但 LNOI 平台的规模化发展将推动更先进的量子光子电路研发。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41377-025-02150-z来源：Light: Science & Applications、科研进阶社点击左下方阅读原文，立即报名第二届第四代半导体技术研讨会！
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