量子院第四十八期“工程师技术沙龙”举办

2026/08/11

2026年7月23日下午,量子院第四十八期“工程师技术沙龙”活动在量子院526报告厅如期举办。本期沙龙由7名工程师呈现了精彩的技术报告,分别在低噪声单光子探测技术、光参量啁啾脉冲放大技术、铁磁共振测量技术、量子编译开销基准与高效神经、约瑟夫森参量放大器、量子精密测量、HLS技术等主题方向展开讨论和经验分享。本期沙龙活动吸引了院内外众多科研人员、博士后、工程师到场交流。

本期沙龙量子院7位工程师作的精彩报告分别是:

范元滨的报告《2.5GHz门控InGaAs/InP APD低噪声单光子探测技术》介绍面向城际QKD的2.5 GHz InGaAs/InP APD低噪声单光子探测技术,针对暗计数与后脉冲的抑制需求,开发了极窄干涉电路和非固定波形阈值判决方法并取得发明专利。实验在0℃和-25℃下分别实现约22%和20%的探测效率,暗计数低至1.0×10-6/门和3.4×10-7/门,后脉冲约1%,并已完成50km BB84链路贯通(SKR≈700kb/s,QBER≈1.5%)。后续将聚焦紧凑型模块开发与城际成码验证,推进工程交付。工程师凭借核心器件创新与系统集成能力,为城际QKD从实验室走向实用化筑牢基础。

陈九成的报告《光参量啁啾脉冲放大技术》介绍了基于OPCPA的第三代飞秒激光技术,该技术兼具高峰值、高平均功率及高增益、宽带宽、高重频、高对比度、可调谐及被动CEP稳定等优势。针对信号光从高斯向超高斯时空分布转化中能量最高、最稳与光束品质最佳无法兼顾的瓶颈,提出能量抖动补偿放大方法(EFC-OPA),利用两束抖动相反的泵浦光,经四级联模拟在第二级放大能量峰值前找到能量最稳且时空分布无凹陷的工作点,实现高品质过渡。工程师以物理洞察与系统思维突破瓶颈,支撑大科学装置前沿探索。

冯娅的报告《铁磁共振测量技术的应用》介绍了VNA-FMR、ST-FMR两类铁磁共振测试技术,二者均基于磁矩拉莫尔共振原理,分别用于薄膜基础磁表征、自旋力矩器件性能检测。分享了专用测试硬件与自主升级的全自动Labview测控软件,支持变温、多频率自动扫场测试。依托整套平台可开展四项自旋电子学研究:通过拟合共振谱定量分析薄膜磁参数、评估薄膜品质;观测垂直驻自旋波并探究温度与组分的影响;完成逆自旋霍尔效应测试;对比不同材料体系的SOT转换效率,总结厚度、组分对自旋输运性能的调控规律。工程师用自动化编程与系统集成能力,搭建起高场强、宽温区、宽频带的FMR综合测试平台,为相关技术研究与器件开发提供支撑。

李金涛的报告《从NISQ到容错架构的量子编译开销基准与高效神经求解》针对量子编译中合成基准与真实工作负载脱节的瓶颈,提出QROB框架,通过结构覆盖、迁移验证与定向构造三层证据,证明合成实例可有效反映真实编译难度;并进一步提出LoRe预算化推理方法,突破全图评估的显存墙,实现规模与速度的大幅提升。实验结果表明编译差距在NISQ与FTQC场景中均显著存在且随规模放大,并在真实量子硬件上得到进一步验证。工程师以问题驱动的基准设计、算法创新与真机验证的系统能力,为量子编译全栈的开销量化与优化提供核心支撑。

王晨露的报告《约瑟夫森参量放大器简介》介绍了约瑟夫森参量放大器在量子比特读取中的核心作用与分类。该放大器利用约瑟夫森结非线性混频,通过泵浦信号放大微弱量子信号,噪声接近量子极限,相位不敏感模式约0.5个光子,是10mK温区第一级放大的关键器件。根据架构分为三类:谐振型JPA增益高(>20dB)但带宽窄(10–200MHz),适用于少量比特高保真读取;阻抗匹配IMPA带宽拓宽至200–700MHz,支持多路复用架构;行波TWPA具备GHz级带宽,由数千个结阵列构成,面向大规模并行读取,并发展了RPM与CP等色散工程方案。团队在IMPA与TWPA方向均开展了研制。工程师以器件物理理解与多路线攻关能力,为超导量子计算规模化读取提供核心器件支撑。

张慧丽的报告《量子精密测量简介》介绍了量子传感技术的原理、种类、测量方案及评估方法。量子传感利用量子化的能级、相干性或纠缠态测量物理量,要求系统具备可初始化、操控、读取及与待测物理量相互作用的能力。常见传感器包括NV色心、SQUID和单电子晶体管。测量方案如Ramsey干涉可探测含时信号,性能评估采用Allan方差衡量时间稳定性,用量子Cramér-Rao边界和Fisher信息表征测量敏感度。多比特传感中纠缠态可提升精度,但退相干时间短是主要瓶颈,目前研究方向是寻找更稳定的纠缠态。工程师以精益求精的工匠精神和专业的工程化能力,为高精度量子传感技术落地提供支撑。

张威的报告《HLS技术深度解析:从算法到高效硬件实现》介绍了高层次综合技术从算法到硬件实现的核心流程、优化策略与转换要点。HLS利用C/C++算法描述自动生成RTL,使设计师专注高层算法创新。其核心优势包括开发效率显著提升,代码量减少80%,开发周期缩短50%~75%;C仿真速度比RTL仿真快两个数量级以上;通过Pragma指令可快速探索设计空间,并实现卓越的代码重用与平台移植性。关键技术优化包括流水线、循环展开、数组分区及数据流策略。算法到硬件转换需适配固定资源、采用任意精度数据类型并规范接口设计。工程师以反复迭代、持续寻优的工匠精神,将高层算法转化为高效的硬件实现,为高性能计算与硬件加速提供实现路径。

经现场评分,李金涛的报告《从NISQ到容错架构的量子编译开销基准与高效神经求解》获评本期优秀技术报告。该报告针对量子编译的关键瓶颈,提出了系统的基准构建与高效求解方法,内容扎实、逻辑清晰,获得评委一致认可。