问题：量子光源是量子信息和量子精密测量体系中的关键器件之一；其中，确定性双光子光源可为量子计量、量子成像、量子通信以及生物医学中的弱信号探测提供可控、可复现的光子资源。但长期以来，双光子制备主要受两点限制：其一，传统光学过程常伴随额外光子产生，输出中易混入多光子噪声，降低态制备质量；其二，基于单量子点等固态发射体的方案虽具芯片化潜力，却往往难以同时兼顾发射效率与双光子纯度，影响从实验验证走向可用器件。原因：业内普遍认为，固态量子点要实现高质量双光子输出，核心于对载流子注入路径和辐射跃迁过程的精确控制。以往在激发方式、能级利用以及腔增强匹配上存在瓶颈：一上，双激子态填充不稳定会降低成对产生概率；另一方面，如果腔模增强无法同时覆盖涉及的辐射通道，就难以提高亮度的同时压低多光子成分，容易陷入“效率提高但纯度下降”或“纯度改善但效率受限”的两难。影响：记者2日从北京量子信息科学研究院获悉，该院袁之良团队联合中国科学院半导体研究所牛智川团队针对上述问题提出新方案，研制出兼具高效率与高纯度的固态双光子发射器，成果发表于《自然·材料》。据介绍，该器件在脉冲激发下表现出明显的双光子聚束特性，98.3%的发射光子以成对形式出现，双光子发射效率达到29.9%。该结果表明，固态量子光源在“纯度与效率同步提升”上取得重要进展，为后续实现可规模化集成的量子光子器件提供了更可行的技术路径。对策：团队从激发机制与腔量子电动力学调控两方面协同设计。首先，采用新的激发方式作用于半导体量子点微柱腔结构，使单个电子—空穴对能够确定性进入寿命更长的暗激子态，从而更高效、更稳定地实现双激子态填充，提高成对光子产生的确定性。其次，利用能级简并等特性，使单一共振模式可同时增强两级光子辐射过程，提升辐射速率和收集效率的同时，尽量抑制多余光子带来的干扰，从机制上实现更“亮且纯”的输出。同时，团队建立并验证了相应理论模型，对发光过程给出完整解释，为后续参数优化和器件迭代提供物理依据。前景：受访专家表示，量子技术从“原理验证”走向“系统集成”，高性能量子光源是关键环节之一。此次进展不仅提升了固态双光子源的实用性，也为与光子芯片、探测器、量子存储等模块的协同集成创造了条件。下一步，如能在器件一致性、环境稳定性、片上耦合效率以及更高重复频率运行诸上继续提升，有望推动双光子资源在量子成像、量子传感和量子网络等场景形成更具工程可行性的方案，并带动相关材料、生长工艺与微纳加工技术深入改进。
量子光源的进步是量子科技走向应用的重要支点；此次我国科研团队在固态双光子发射器上的突破，既反映了在关键物理机制与器件工程上的创新，也为量子计量、成像与通信等方向的应用落地提供了更扎实的器件基础。随着涉及的成果持续推进，量子光子器件的集成化和规模化应用有望继续提速。