7月9日，国际顶尖学术期刊《Nature》在线刊发了题为 “Quantum correlations of spontaneous two-photon emission from a quantum dot”的重要研究成果。极速体育_必威体育$官网app网站理学院光科2015届本科毕业生刘顺发在该研究中担任第一作者。

在量子世界中，光子对能够展现出奇特的量子纠缠效应——即使相隔遥远距离，测量其中一个光子，另一个光子的状态也会瞬间发生关联变化。这种量子纠缠现象在量子计算、量子通信和量子精密测量等领域至关重要。不同于让光子随机形成纠缠对，该研究致力于在光子诞生之初就赋予其“量子羁绊”，直接培育出纠缠光子对。某些特殊材料，例如研究中采用的“人造原子”（量子点）结构，理论上可在同一时刻发射两个紧密关联的光子，即“自发双光子辐射”。尽管相关理论预言早在20世纪60年代就已提出，但由于原子通常倾向于一次只辐射一个光子，产生“双胞胎”光子的概率远低于单光子，实验观测极其困难。近40年来，国际众多研究团队进行了多种尝试，该领域始终未能取得实质性突破。

该研究基于固态“人造原子”（量子点）结构，创新性地提出了一种腔诱导的自发双光子辐射方案。研究团队将量子点确定性地耦合到高品质微柱光学微腔中。光学微腔为“双胞胎”光子的产生搭建了专属通道，成功地将双光子辐射效率从传统方案的小于0.1%大幅提升至约50%，并首次实现了与单光子辐射强度相当的自发双光子辐射，突破了“光子辐射的二阶量子过程必然远弱于一阶过程”的传统认知。基于此，研究团队成功制备出保真度高达99.4%的按需触发式新型纠缠光子对源。这一高保真度指标表明，纠缠光子对之间的关联性极强，充分展示了该技术在提升量子通信安全性、量子计算可靠性以及量子计量精度等方面的巨大应用潜力。《Nature》杂志审稿人高度评价这一成果，称其为“双光子研究领域的突破性进展”和“实现了保真度创纪录的纠缠光子对”。

刘顺发现为中山大学物理学院副教授、博士生导师。其学术之路扎实稳健：2011年至2015年，他在极速体育_必威体育$官网app网站理学院光电信息科学与工程专业完成本科学习；凭借优异成绩，本科毕业后进入中山大学光学工程专业攻读硕士及博士学位，师从刘进教授与王雪华教授。刘顺发的研究方向涵盖微纳光子学、半导体量子光学、固态腔量子电动力学等领域。近年来，他以第一作者（含共同）身份在顶尖期刊发表多篇重要成果，包括《Nature》1篇、《Nature Photonics》2篇、《Nature Nanotechnology》封面论文1篇、《Nature Physics》1篇、《Light: Science & Applications》2篇。作为团队核心成员，其参与的成果“面向高通量集成量子信息技术的固态量子辐射子超分辨快照式高光谱成像”入选 2024年光学十大进展（基础研究类）。

刘顺发取得的卓越成就，是理学院长期以来精心构建人才培养体系、持续优化育人模式所结出的丰硕成果，充分彰显了极速体育_必威体育$官网app网站理学院以提升人才培养质量为发展核心使命的显著成效。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-025-09267-6

《Nature》官网在线出版论文截图

成果入选2024年中国光学十大进展（基础研究类）截图