首款混合式量子晶片亮相，结合电子、光学与量子控制于 45 奈米製程

美国波士顿大学、加州大学柏克莱分校与西北大学组成的研究团队，成功打造出全球首颗整合量子光源与控制电子元件的混合晶片，并以商业化 45 奈米 CMOS 製程完成原型製作，在量子晶片开发上迈出关键一步，

研究成果已发表于《Nature Electronics》期刊。团队运用硅基「微环共振器」做为量子光源，透过非线性光学效应产生「相关光子对」（Correlated Photon Pairs），为量子通讯、感测与运算等应用提供关键量子位元（Qubit）。

Qubit 的最大挑战在于稳定性差，容易受环境微幅波动干扰，造成运算错误，进而拉高冷却与环控成本。为解决此问题，团队在每个共振器内建光电感测器与微型加热器，结合晶片上的控制逻辑，可即时监控并自动校準共振频率，即使面对温度与电磁干扰，也能稳定产出量子光。

此设计让晶片具备「自我监控、自我校準」能力，显着提升稳定性，为量子装置导入封装整合与规模扩展奠定基础。

随着量子技术持续受到关注，这类晶片未来有望应用于安全通讯网路、高阶感测设备与量子电脑架构。特别是在量子网路中，稳定产出并控制光子对的元件将是关键基础；而在感测与运算场景中，具备即时控制与片上整合能力的模组，也有助于提升系统稳定性与準确度。

儘管本次技术整合具高度潜力，但目前仍处于单一样品阶段，尚未进入大规模製造。研究团队尚未公开完整製造成本、良率与实际量子运算应用表现。

未来若要进一步推动产业落地，仍须仰赖跨领域技术整合与应用场景验证，才能将此量子晶片从原型推向成熟商品化。

• World’s First Hybrid Chip Combines Electronics, Photonics, and Quantum Power

（首图为示意图，来源：shutterstock）