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量子器件是支撑量子通信、量子计算等颠覆性信息技术的核心器件.半导体固态量子器件基于复合量子结构,以光子和电子量子态为信息载体实现量子态相干操控,其载流子量子输运晶体管、光子编码光量子芯片是近年来研究热点.目前已出现:栅控石墨烯和WSe2二维材料实现量子晶体管;应变调控GaSb/InAs量子阱产生量子自旋Hall相和拓扑量子态;量子点单光子+波导光路由实现5光子玻色采样;硅基微环中实现单光子非线性频率转化.其挑战包括:半导体复合量子结构的精确制备、载流子量子态的相干调控、量子晶体管的可扩展性、量子光源链路计算能力真正实现“量子优越”.