2026年7月30日——大规模量子通信网络需要可靠的量子存储器和相干单光子源，以实现高效的量子信息交换。尽管近年来已开发出多种单光子源，但每种都存在固有的局限性，使得实现可扩展且实用的量子网络面临挑战。

结合不同量子光源的混合量子架构可以应对这些挑战。例如，不适合光子存储的量子点可以与提供可靠频率标准和量子存储器的原子系统配对使用。在这种架构中，量子点可作为明亮、高速率的光子源，而原子系统则负责光子存储与同步。然而，实现这种混合量子架构的一个关键挑战是如何将不同的量子光源进行对接。不同光源发出的单光子具有迥异的空间和时间特性，需要进行修正和同步，这会引入损耗并增加资源需求。

在一项突破性研究中，由釜山国立大学物理系Han Seb Moon教授和韩国蔚山科学技术院Je-Hyung Kim教授领导的研究团队，成功实现了来自两个不同量子系统的不可区分光子的产生。“我们首次通过实验证明了来自两个完全独立、物理性质不同的量子光源——暖铯原子系综和半导体量子点——的单光子之间的直接双光子干涉，”Moon教授解释道。该研究于2026年7月15日发表在《Light: Science & Applications》上。

研究人员使用暖铯蒸气池和自组装砷化铟/砷化镓（InAs/GaAs）量子点作为独立的单光子源。通过使用连续波激光激发铯原子，他们产生了预报光子对，包括波长为917 nm的信号光子和波长为852.35 nm的闲频光子。

为了匹配原子光子的波长，研究人员将量子点冷却至12.5 K进行光谱调谐，使其产生917.48 nm的单光子发射。这使得两个光源之间的光谱重叠度高达0.88。

随后，该团队通过实验展示了量子点发射的单光子与暖铯系综在连续激发下产生的预报信号光子之间的双光子干涉（TPI），即洪-欧-曼德尔效应。洪-欧-曼德尔TPI是指两个不可区分的光子从不同输入端口进入分束器，并在同一输出模式中被共同检测到。为了量化TPI，研究人员测量了其可见度，即不可区分光子与可区分光子的TPI之间的相对对比度。

在修正了检测系统的有限时间分辨率后，研究人员实现了0.65 ± 0.14的高干涉可见度。值得注意的是，这一结果是在无需任何光谱或时间修正的情况下实现的。

“我们的混合量子网络弥合了光子产生与存储之间的差距，并为远程量子发射器提供了全球频率标准，”Moon教授表示。“未来，它有望成为分布式量子网络、可扩展量子计算机以及可运行的量子互联网的基础。”

总体而言，这种创新的混合量子架构代表了朝着未来量子网络架构迈出的重要一步。