“35岁以下科技创新35人”：4位光通信学者入选

7月12日消息（南山）昨日，《麻省理工科技评论》“35岁以下科技创新35人”中国区人选公布，4位光通信领域的学者入选。包括：

北京大学助理教授常林

入选理由：开发世界领先的光子芯片多材料集成技术，实现异质集成硅光芯片晶圆级别的大规模量产，为突破光子芯片在计算、通信、传感方面的性能瓶颈提供解决方案。

常林的主要研究方向为集成光学，他通过研发基于晶圆键合的异质集成技术和兼容多种材料的低损耗波导工艺，突破了集成在光芯片上的材料种类的限制，将单片可集成的材料的数量提升到4种以上。

该技术实现了光学系统中不同功能部件的全集成化，极大提升了光子芯片的集成度。基于该平台，常林提出新的片上光源结构，通过不同材料间的自注入锁定机制，实现了超窄线宽的集成激光器和微腔光频梳，极大降低了光芯片光源的噪声，提升了并行度。

基于多材料集成光子芯片平台技术，常林实现了大规模并行的光子芯片系统，解决了传统光子芯片在信息处理效率上的瓶颈：在数据中心光模块中，通过用光频梳作为多信道光源取代传统的激光器，将光模块的信道数提升到20个，实现了2T/s的总速率，比过去水平提高了5倍以上。

常林与合作者还探索了基于光子芯片的并行计算，实现了面向卷积神经网络的全芯片化的光处理器，达到在1 TOPS mm-2的算力密度，为未来光计算的大规模量产和普及，提供了一种可能的解决方案。此外，他还积极推动多材料光子芯片相关技术的应用落地。

阿卜杜拉国王科技大学助理教授万雅婷

入选理由：主导开发的硅基量子点光电技术解决了硅光集成的核心光源问题。该技术具备高温鲁棒性、低阈值电流和强抗反射性，为高速大容量光通信、光计算及量子通信提供了高性能和高集成度的解决方案。

万雅婷专注于硅基量子点光源的研究，并将其与硅互补金属氧化物半导体制造流程结合，推动下一代光芯片技术的发展。

她的研究团队创新性地开发了多种硅基激光器和光电检测器，包括高性能的微腔激光器、集成大量通道的多波长锁模激光器、具有优异暗电流性能的光检测器以及无需隔离器的芯片系统，这些技术极大地推动了高速硅基收发器技术的进步。

此外，她与英特尔合作，在异质片上集成领域取得突破，成功地将未图案化的三五族量子点薄膜键合到硅晶片上并完成光子集成电路的制作。

该技术不仅提升了器件性能，而且增加了经济可行性，最终目标是将这些高性能光源扩展到300毫米晶圆。这将为光通信带来新的可能性，并将催生集成量子技术和下一代光计算的创新。

针对硅基光电子学中硅基光源和硅基集成技术两大核心问题，万雅婷实现了高温鲁棒性的高性能光源及硅光片上集成技术的突破。她将继续与半导体研究机构及工艺流水线合作，以期这些技术能够在实际应用中发挥更大的价值。

北京大学物理学院助理教授、研究院胡耀文

入选理由：引领基于薄膜铌酸锂光子平台的光电融合芯片研究，实现对片上光子高速、高效的光电调控，为实现未来全光电融合芯片提供全新发展路线。

近几十年来，光学领域的突破和创新，给人类生活带来了极大改变。基于光电融合的耦合微腔，则被认为是下一代颇具发展前景的微纳光子器件。

为推动该领域的发展，胡耀文在过去几年中聚焦并成功地构建了基于薄膜铌酸锂的电光耦合微腔平台。该平台能够提供光子多能级系统，并可以在强耦合尺度下通过电光效应施加跃迁。

基于该平台，2021年，他通过在多能级系统与连续谱耦合的系统中应用广义临界耦合理论，实现了超越世界最高水平的电光频移器。

该器件能够将光频率改变10至30吉赫兹，拥有大于99%的平移效率和仅仅0.45分贝的片上损耗。另外，他还展示了级联频移这一在之前的光子器件中完全不存在的现象。

2022年，他将耦合微腔和广义临界耦合应用在电光频梳领域，创造出具有超高性能的光学频梳。与此前世界最高水平相比，该频梳的转换效率提高了100倍，带宽提高了2.2倍。此外，他还将上述平台应用于光学合成维度的领域，展示出四维的频率晶体和频率空间的合成镜面（反射率>0.9999）。

上述成果充分证明，薄膜铌酸锂所具备的优势，恰恰是耦合微腔所需要的。而胡耀文的相关研究，也推动了薄膜铌酸锂这一新兴光子芯片平台的突破，促进下一代信息技术的存储、传输、计算和探测发展。

华中科技大学教授 刘阳

入选理由：研发世界首个百毫瓦级别高功率硅基集成掺铒放大器，为实现低噪声激光器芯片、小型化光子雷达和量子应用提供了关键基础。

掺铒光纤放大器（EDFA）、激光器是塑造现代互联网、光通信、相干传感技术的重要发明之一，它们的微型化将为下一代信息通信技术带来小尺寸、低功耗、阵列化、稳定性高等一系列巨大优势。然而，高性能的掺铒光源芯片仍是一个技术空白。

刘阳与团队一起开发了世界首个高功率光子集成电路铒波导放大器（EDWA），输出功率创下了纪录（超过145毫瓦），比已报道的器件提高2个数量级。并且，在输出功率、增益、噪声系数上同时接近了商用EDFA的性能。

通过充分利用铒掺杂材料的独特性质，将其无缝集成到硅基光子芯片中，可以在紧凑、高效、可扩展的方式下保证高速数据传输速度和高信号质量。该研究使全集成的下一代硅基有源光子芯片成为可能，为下一代光通讯、激光雷达、集成微波光子系统等应用领域提供了一项突破性的技术基础。

为展示EDWA技术的巨大潜力，刘阳及团队与美国诺基亚贝尔实验室合作，成功地将掺铒波导放大器应用于先进的高速相干光通信系统中，首次实现了16×1.6Tb/s的相干传输。

最近，他们利用EDWA作为核心增益介质，成功实现了硅基集成掺铒激光器，接近光纤激光器的相干性。这种新型集成放大器、激光器正在被团队用于激光雷达、微波光子雷达等系统应用中。

该技术在电信、数据中心、微型化激光光源和量子计算等多领域均具有应用潜力。目前，许多国际知名工业公司迫切希望将该技术整合到相关产品中。

“35岁以下科技创新35人”：2位量子学者入选

7月12日消息（南山）昨日，《麻省理工科技评论》“35岁以下科技创新35人”中国区人选公布，2位量子学者入选。包括：

代尔夫特理工大学博士后薛潇

入选理由：在硅基半导体系统中攻克了量子计算领域最重要的三大挑战，即高保真度、可集成性和模块化架构，推动硅基量子计算在短短几年间成为被广泛看好的量子计算最佳系统之一。

现如今，在量子、半导体和人工智能三大领域的国际竞争日趋激烈。就量子领域而言，融合当前最尖端的量子计算技术和半导体集成电路技术的硅基量子计算技术，在近十年来获得快速发展，并有望成为量子计算的最佳解决方案。

实现分布式可集成量子计算，即构建多个小规模计算模块，并使模块间进行量子通信，同时与经典控制电路进行集成，是量子计算研究（不限于硅基）的聚焦点。而这也正是薛潇近年来专注的研究方向。

在计算模块层面，他在2022年取得高达99.65% 的硅基两比特逻辑保真度，并首次达到量子纠错所要求的保真度阈值；在集成层面，他与英特尔公司合作测试并验证了基于 22 纳米制程的低温量子控制芯片，于2021年首次实现利用低温芯片对量子芯片的控制；在模块间通信层面，他于2023年利用超导微波光子，在远距离的硅基量子模块间实现两比特逻辑。

基于上述研究，他计划打造一个真正全集成的模块化硅基量子处理器，并助力推动量子计算规模化落地产业界，进而应用于加密算法、通信、无人驾驶、药物发现等诸多领域。

华东师范大学教授袁翔

入选理由：研发了极端条件强磁场红外光谱技术，并基于此发现一维外尔费米子和三维量子霍尔效应，在新的空间维度中实现了重要的拓扑量子科学突破。

在不同的维度下，科学规律具有本质不同。例如，在三维空间中，引力随距离成平方反比；在二维空间中，引力将与距离成反比；在一维空间中，引力甚至不随距离改变。

基于此，探索不同维度下基本粒子的科学规律，是十分重要但却充满挑战的基础科学问题之一，也是袁翔多年来的研究兴趣所在。在该方面，他克服了红外兼容的困难，提出并实现了外置探测方案，自主发展了磁红外测量技术，为探索强磁场科学问题提供了重要的技术基础。

借助上述磁红外测量技术，他在强磁场下构建新维度拓扑准粒子，发现了一维外尔费米子。具体来说，他观察到拓扑绝缘体在强磁场下，先后进行了三次拓扑相变，因为拓扑绝缘体独特的能带反转和零级朗道能级自旋极化的特征，其零级朗道能带在强磁场下发生交叉，同时引起拓扑Lifshitz相变。

这让他在发现一维外尔费米子的同时，还实现最低维度外尔费米子，进而验证了记录在教科书中的百年理论。

袁翔还在强磁场下发现三维量子霍尔效应。量子霍尔效应是20世纪以来凝聚态物理领域最重要的科学发现之一，被认为只能存在于二维体系。而他通过给出强磁场下三维量子霍尔效应的实验证据，突破了量子霍尔效应只能存在于二维系统中的认知。

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