给量子存储器装上“波长转换器”:解读中国科大PRL论文与A股薄膜铌酸锂产业链

2026-10-15 10:24:594℃

10月15 日,中国科学技术大学与合肥国家实验室团队在量子网络核心器件上取得一项值得产业界重视的进展,相关成果于当日发表于《物理评论快报》。这项研究的核心器件,是一枚周期极化薄膜铌酸锂脊型波导芯片,它把囚禁离子量子存储器发出的393nm紫外光子,转换到适合光纤远距离传输的1550nm电信波段,并在端到端转换效率与噪声抑制两个通常互相矛盾的指标上同时取得突破。我的核心判断是:这项成果在量子网络技术路线上的分量很高,但它改变的是长距离量子网络关键器件的技术可行性,而不是立刻为上市公司创造一批量产订单。真正值得长期跟踪的,是薄膜铌酸锂这一材料平台、周期极化波导工艺、量子光学器件以及量子通信网络设备这几个环节,而腾景科技、天通股份、光库科技、福晶科技、国盾量子分别卡位在不同层次,不能一概贴上"直接受益"的标签。


量子网络存在一个长期困扰研究者的基础难题——量子存储器发出的光子波长,往往并不适合在通信光纤中远距离传输。以本次实验采用的钙离子囚禁离子体系为例,它产生的光子波长为393nm,处于紫外波段,而现有光纤通信基础设施的低损耗窗口集中在1310nm和1550nm。若把393nm光子直接送入常规通信光纤,损耗极大,无法支撑远距离组网。此次突破的实质,相当于给量子存储器配上了一台能够保留量子信息的波长转换器:携带量子信息的393nm紫外光子输入周期极化薄膜铌酸锂波导芯片,在泵浦激光的参与下,通过非线性光学过程完成频率转换,输出1550nm电信波段光子,再进入适合远距离低损耗传输的通信光纤,最终连接远端量子节点或量子中继,建立远距离纠缠与安全通信链路。


这里有一条必须讲清楚的界限:转换器改变的是光子的频率,而不是把量子信息先测量成经典电信号、再重新编码。整个过程要尽量保留光子的量子态、相干性与纠缠特征,这正是量子网络能够连接不同硬件节点的先决条件,也是这项技术在物理上比经典波长变换更困难、也更有价值的地方。


中国科大披露的核心指标有三个:端到端转换效率28.8%、残余泵浦噪声计数35次/秒、应用实验中信噪比120:1,并指出与此前同波段相关研究相比,转换效率提高约30倍、噪声降低超过两个数量级。这三个数字需要准确理解,不能被误读。所谓28.8%的端到端效率,是在该模块测试条件下约28.8%的输入光子完成了所定义的端到端转换过程,它既不是量子网络的整体传输效率,也不是量子计算机的运算效率;35次/秒的噪声反映的是泵浦相关的残余噪声计数,并不意味着整个系统所有来源的噪声都只有这个量级;120:1的信噪比说明转换后的量子信号在相关应用实验中具有较好的可识别性,但不能直接换算成120倍的网络速度或某项纠缠保真度。


真正重大的地方,在于高转换效率和低噪声被同时实现。以往很多非线性频率转换方案面临一个两难:加大泵浦功率可以提高转换效率,却往往引入更多噪声,反而破坏单光子信号。这次研究通过改进准相位匹配设计与噪声抑制方法,缓解了效率与噪声之间的矛盾,这才是它在器件层面刷新纪录的本质。


中国科大公布的技术说明与器件图明确显示,研究使用的是周期极化薄膜铌酸锂脊型波导,其中叠合了三项技术:薄膜铌酸锂作为非线性光学材料平台,支撑高效频率转换与光子集成;周期极化通过控制晶体铁电畴方向实现准相位匹配、提高转换效率;脊型波导把光限制在微小截面内传播,增强光场强度与非线性相互作用效率。


这一材料平台与当前AI光通信领域正在快速发展的薄膜铌酸锂技术存在重要交集,但两者不能画等号。AI光通信主要利用铌酸锂的电光调制特性实现高速信号传输,而本次量子转换利用的是铌酸锂的二阶光学非线性,实现不同光波长之间的量子频率转换——材料平台相同,工艺路线与器件目标却不同。因此,一家企业能够制造高速薄膜铌酸锂调制器,并不等于它已经具备高效率、低噪声量子频率转换芯片的生产能力。这条边界,是后续判断A股公司成色的关键。


腾景科技:量子科研应用关联最具实证价值。它值得重视,并非因为带有"量子科技概念",而是公司已经披露过参与量子科研光学系统的供货案例——其官网明确介绍,在光量子纠缠实验中使用其半波片、滤光片、偏振分束器、非偏振分束器及YVO₄晶体,产品用于潘建伟团队相关量子光学研究所涉及的实验系统,公司具备精密光学、光纤器件、声光调制及量子科研应用的产品布局。其投资逻辑在于:若量子网络从少量实验节点发展为标准化科研设备和集成量子节点,精密滤光、偏振控制与光学耦合器件的需求有机会增长。但要明确,已有参与其他量子科研项目的证据,不代表腾景科技就是本次393nm→1550nm实验的器件供应商,它的优势更偏量子光学器件的广泛适用性,而非独家掌握本次突破所采用的频率转换芯片。


天通股份:对应薄膜铌酸锂上游材料平台。公司在2026年6月投资者交流中披露,6英寸、8英寸铌酸锂晶圆已经量产,12英寸产品完成研发验证,并与青禾晶元合作建设从铌酸锂单晶、晶片到异质薄膜晶圆的完整产业链,这与本次采用的薄膜铌酸锂材料平台存在明确的上游技术关联。不过公司当前的主要商业化驱动力仍是压电晶体材料、相关器件及其下游应用,而非量子频率转换模块。其估值重估的真正条件,是异质薄膜晶圆开始规模化供货、材料良率与收入贡献得到确认,并进入更多高端光子芯片客户供应链——量子网络科研需求能为其增加应用场景,但现阶段很难成为主要收入驱动力。


光库科技:看点在于薄膜铌酸锂器件的量产能力。公司2025年已宣布薄膜铌酸锂调制器批量交付,包括70GHz AM70调制器、96GBaud与130GBaud相干驱动调制器,面向长距离光通信及数据中心互连等场景,具备从光子芯片制造、封装到器件测试的工艺积累。但高速调制器量产能力不等于周期极化量子频率转换芯片已经量产。本次研究的关键难点在于铁电畴极化质量、准相位匹配精度、短波长下的光学损耗以及极低噪声控制,光库是否具备对应的周期极化工艺与量子级低噪声指标,仍需具体产品或客户验证。从投资角度,光库科技更可靠的盈利主线依然是高速光通信,量子非线性光子芯片宜视为潜在技术延伸。


福晶科技:最容易被忽视、但物理原理最接近的一家。公司官网明确列有周期极化铌酸锂晶体(PPLN)产品,其用途正是通过准相位匹配提高非线性光学频率转换效率,与中国科大研究的基本物理方法直接相关。但存在一个重要区别:福晶现有PPLN晶体产品,不等于此次研究使用的周期极化薄膜铌酸锂脊型波导芯片。更需要注意的是,公司2026年3月曾表示目前未生产铌酸锂晶圆,4月又称铌酸锂晶体供应量较少、主要用于激光器件。因此应把福晶定义为非线性光学材料技术关联较强、但对应本次薄膜波导工艺的商业化证据尚不充分的企业。只有当它未来公开披露量子频率转换模块、周期极化薄膜器件或科研客户订单时,投资逻辑才会更加直接。


国盾量子:属于另一套框架,是技术成果向产业网络传导的核心观察标的,重点不在制造铌酸锂晶片,而在量子保密通信网络、量子安全产品、单光子探测器及相关系统。2026年上半年公司披露营业收入1.24亿元、同比增长1.83%,其中量子通信业务收入4951万元基本稳定、量子计算业务收入6622万元同比增长18.34%,归母净利润仍为亏损的2318万元。它具有真实的商业收入,并参与全国多个城市的量子通信网络建设,但必须明确:现有QKD城域网与本次研究基于离子阱、量子存储器和量子中继的纠缠网络不是同一技术架构,目前大多数商业QKD系统并不依赖离子阱量子存储器,这项成果也并不意味着国盾现有QKD产品立即升级或新增采购。其投资价值更偏量子网络的长期商业化,而非频率转换芯片的短期订单。


作者声明: 本文转载自第三方,旨在提供资讯参考,并非证券推荐或投资建议。作者对内容的真实性、准确性不承担保证责任。本文不构成任何投资建议或证券推荐。截至发文日,作者与文中提及的标的不存在持仓关系。

合规声明:本站发布的所有文章及观点均系个人研究共享,投资心得交流,不代表本站立场,且不构成任何形式的投资建议。投资者据此操作,风险自担,请务必保持独立审慎的决策态度。