全球首款“电子—光学—量子”芯片问世

据Tech Briefs报道，由波士顿大学、加州大学伯克利分校及西北大学组成的科研团队，在最新一期《Nature Electronics》上发表了一项重要研究成果：全球首款在商业晶圆厂制造的“电子—光学—量子”系统单芯片成功问世。这一突破性进展为量子光源的大规模量产铺平了道路，也为量子计算与通信网络的普及提供了重要支持。

这款芯片采用标准的45纳米互补金属氧化物半导体（CMOS）制程，尺寸不到1平方毫米。芯片内部集成了量子光源与稳定电子装置，能够生成可靠且稳定的“相关光子对（correlated photon pairs）”流。这些光子对是量子信息处理中的关键资源，正如电流驱动传统电子芯片，量子光流则是未来量子技术的核心驱动力。

研究团队面临的主要技术挑战在于“微环谐振器（microring resonators）”的高敏感性。这些微米级元件负责生成量子光态，但极易受到温度波动和制造偏差的影响，从而导致与驱动激光失去同步。波士顿大学团队通过在谐振器内部整合光电二极管，结合芯片内建的加热器与控制逻辑，开发出一种自动反馈机制，实时监测并校正偏移，确保芯片在各种环境下保持稳定表现。

值得注意的是，这款芯片并非在实验室手工制造，而是在格罗方德（GF）等商业晶圆厂的45纳米平台上生产。这一成果表明，过去仅能在尖端实验室运行的复杂量子系统，如今已具备与现代AI或超级计算机芯片相同的量产潜力。

波士顿大学电机与电脑工程系副教授Miloš Popović表示，量子技术正处于从概念转向现实的关键阶段，而能够在商业晶圆厂制造出可重复且受控的量子系统，是迈向实际应用的重要一步。未来，这类“量子光工厂”芯片有望应用于高安全性通信网络、高端环境传感以及量子计算基础设施等领域。