问题——连续变量体系因可确定性产生纠缠、易于多模扩展等特性，被认为是实现单向量子计算与多模量子信息处理的重要路线。然而，长期以来，业内普遍面临一个关键瓶颈：同一单片集成平台上，能否同时完成量子态生成、量子门操作、相干干涉与高保真测量，并保持系统稳定与可验证性。若“产生在一处、操控在一处、测量在一处”仍需跨平台拼接，不仅引入额外损耗与噪声，也会削弱可扩展性与工程可制造性，制约从实验室验证走向系统化应用。 原因——连续变量量子光学的核心资源包括压缩光、纠缠态与簇态，其实现依赖低损耗光路、精密相位控制与高灵敏探测等环节协同。以往集成光子学虽然能够在芯片上实现部分功能，如片上压缩光源、纠缠光生成或部分测量模块，但要在同一芯片内将压缩光源、单模与双模量子门、局域振荡光、干涉结构以及平衡零拍探测所需的系统链路一体化，既需要材料与工艺平台满足低损耗与高非线性要求，也需要架构设计在“可重构”和“低噪声”之间取得平衡，因此难度显著。 影响——据山西大学光电研究所、光量子技术与器件全国重点实验室苏晓龙教授课题组与北京大学物理学院现代光学研究所王剑威教授、龚旗煌教授课题组联合发布的信息，团队在《自然·光子学》发表论文，展示了一种单片集成连续变量光量子芯片方案，实现连续变量簇态的片上产生、操控与测量贯通。该芯片基于氮化硅平台：利用片上集成的压缩光源生成单模压缩态和双模纠缠态；通过可重构马赫—曾德尔干涉结构与片上相位调制单元完成量子态操控与门操作；并结合片上局域振荡光及外接光电探测阵列实现平衡零拍测量，形成端到端“产生—操控—测量”闭环。在此基础上，团队实现四模连续变量簇态的制备，测得量子关联方差约为-3dB，并利用van Loock–Furusawa纠缠判据验证纠缠；同时通过高斯态层析重构协方差矩阵，并依据部分转置正定性判据更验证真纠缠。涉及的结果表明，该平台不仅能够在芯片上确定性地产生多模纠缠资源，也具备较高质量、可验证、可操控的系统级能力，为连续变量光量子芯片从“分立功能演示”走向“单片系统集成”提供了新的实证路径。 对策——面向下一阶段发展，业内普遍认为需在三上持续攻关：其一，继续降低片上传输损耗与器件插入损耗，提升压缩度与测量信噪比，为更高保真度与更大规模簇态奠定基础；其二，增强芯片可重构能力与相位稳定机制，提升长时间运行与复杂线路编程的可靠性；其三，推动探测、封装与控制电子学协同设计，形成面向系统应用的工程化指标体系，降低从样机到产品的转换门槛。此次工作同片集成架构、关键模块协同与纠缠验证上给出了可复制的技术范式，对上述目标优势在于直接牵引作用。 前景——连续变量簇态是构建容错量子计算、量子网络节点与量子传感的重要资源。随着集成平台提升规模化制造能力与系统稳定性，未来有望在同一芯片上实现更多模数的簇态生成与更复杂的量子门序列，进而支撑面向任务的量子信息处理与片上量子互联。同时，连续变量体系在量子精密测量中，也为高灵敏度传感与计量提供想象空间。该研究亦获得国家自然科学基金、“量子通信与量子计算机”国家科技重大专项、北京市自然科学基金、山西省基础研究计划及山西省“1331工程”等支持，表明了基础研究与国家需求导向的共同推进。
从实验室研究到芯片化系统，量子信息技术的发展离不开硬件平台的突破；这项成果不仅实现了基础研究的创新，更为未来应用奠定了基础。只有持续推进集成化和工程化研究，才能将量子技术的潜力转化为实际应用能力。