2026年9月7日——Sparrow Quantum 的确定性光子源现在可向单模光纤中每秒输送超过5亿个单光子——这是迄今报道过的最高单光子通量。

量子计算机的构建有多种方式：超导电路、离子阱、中性原子、半导体自旋，以及光子学。光子量子系统有一个根本优势：它们的信息载体可以穿过光纤传输，因此同一技术既适用于量子处理器，也适用于量子网络。

作为交换，光子量子系统需要一种表现可靠的光子供应：每一个都与前一个完全一致，每一次都在机器需要时到达，而不是在物理过程碰巧配合时到达。在该领域历史的大部分时期，这通常意味着使用概率性光源：激发某种材料，等待光子生成事件发生，然后丢弃没有生成的事件。

当你只需要一个光子时，这种“抽签”还可以承受；当需要很多光子时，它就变得难以承受。每个光子都必须与所有其他光子同时到达，因此损耗是相乘而不是相加：一个对付单个光子足够好的光源，对十个光子来说可能毫无希望。这正是光源为一切构建在其上的系统设定了上限的原因。只要在产生环节改进一次，这种改进就会贯穿整个系统。

在与波鸿鲁尔大学（Ruhr-Universität Bochum）合作开展的工作中，Sparrow Quantum 的确定性光源现在以 1 GHz 运行，每秒向单模光纤输送超过5亿个可用光子——这是迄今报道的最高单光子通量。其意义不仅在于速度：该光源将 GHz 重复率与超过50%的光纤效率、高单光子纯度以及双光子不可区分性集于一身。

亮度足以让功率计读数

已报道的光源参数通常是在光谱滤波之后测得的；滤波会去除那些否则会拉低数值的光，而本次结果并非如此。Sparrow Quantum 测量了该光源发射的全部光，并公布的是下限值而非最佳情况。

这一决定也使下一项结果成为可能。此水平下的量子光通常太过微弱，无法在传统光功率计上产生读数，因此单光子通常需要用高灵敏度探测器逐一计数。而这一光子流携带着超过100皮瓦的光功率——足以在普通功率计上读出数值。该光源还可能很快在计量学中找到用途，例如作为光子通量标准，以及用于校准单光子探测器。 由于全部发射光均被收集，光纤处的功率可以直接衡量该光源的光纤效率，无需借助那些令已发表效率数据难以互相比较的探测器校准和修正因子。

该光源的驱动强度已经达到发射体的物理极限：在 1 GHz 下，现有脉冲之间已没有空间容纳另一个脉冲。这样的速度有时会以牺牲光子质量为代价，但这里并未出现这种情况——而且同样是在收集全部未滤波发射光的条件下实现的。实验条件和数值见预印本： arXiv:2609.05387。

那些等待已久的实验

这一已验证的光源还可用于多光子实验。线性光学量子计算、量子增强机器学习、量子密钥分发和量子网络的多光子协议在文献中大量存在；它们被设计出来、经过分析，却很少得到实际执行，因为在少数几个实验室之外，同时汇聚大量不可区分的光子始终难以实现。光子供应能力将改变这一切。

通过时空解复用分配到十个通道后，该光源仍能向每个通道每秒输送数千万个光子。这样的符合率足以让十光子实验变得切实可行，而不再是愿景；也足以支持大约10到20个光子之间的干涉——这已超出传统商用光源能够实际达到的规模。

“作为终端用户，我一直很清楚这个光源让我无法做哪些事，” Sparrow Quantum 创新副总裁、该研究的合著者 Juan C. Loredo 表示。他此前在维也纳大学担任高级研究员时，曾使用过该公司前几代的光源。“你会设计出想要的协议，然后把它裁剪到光子速率能够支撑的程度，再等上好几天来积累足够的数据。这是我第一次看着一个光子通量，觉得瓶颈已经转移到了别处。”

“这里的每一项进展都来自扎实的工程，而不是来自重新定义技术，” Sparrow Quantum 创始人兼首席量子官 Peter Lodahl 表示。“我们把光源驱动到发射体的物理极限，收集它产生的每一个光子，而且质量保持住了。”

更多光子只是开始。更大的光子量子系统需要这些光子发生纠缠——即彼此关联，从而形成共享量子态——而大规模产生并控制纠缠则是下一个重大挑战。

“让单个光子守规矩，花费了多年的工程努力，” Lodahl 说。“下一个挑战是让它们通过纠缠协同工作，并达到同样水平的可控性和可靠性。”