前瞻技術脈動：光子與量子技術(202608)

關鍵字：；；；；；；；

瀏覽次數：60｜歡迎推文：

科技產業資訊室(iKnow) - 技術發展藍圖研析團隊發表於 2026年5月22日

圖、前瞻技術脈動：光子與量子技術(202608)

光學系統利用衍射處理器實現大規模非線性計算
加州大學洛杉磯分校（UCLA Engineering Institute for Technology Advancement）研究團隊開發出一種利用線性光學材料實現非線性運算的框架，透過多層相位調控的繞射式光學處理器，將輸入變數編碼進光波相位，並在光速傳輸過程中完成非線性函數運算。每個輸出像素對應獨立的非線性函數，使系統可在極高空間密度下進行平行計算。研究證明此裝置為通用非線性函數近似器，可準確實現神經網路常用的sigmoid、tanh、ReLU與softplus 等函數。模擬顯示可同時運算百萬個非線性函數，實驗亦成功以光學模組驗證多函數同步運算。該技術可與高解析影像感測器整合，未來有望在類神經光子學、類比光學運算及高通量訊號處理中應用，成為以光速進行超高速低能耗計算的新途徑。
參考資料：Optical system uses diffractive processors to achieve large-scale nonlinear computation. TechXplore, 2025/11/6

超薄3D顯示器呈現廣視角、高度精細的影像
浙江大學與北京郵電大學研究人員研製出一款厚度僅28毫米的超薄3D光場顯示器，成功突破裸眼3D顯示在解析度與體積間的限制。該系統採用自由曲面光學設計，整合LED光源、光圈與自由曲面透鏡，形成具高方向性的均勻背光，再配合雙層微三角稜鏡模組提升照度均勻性並保持光線方向控制。此創新架構能生成體素尺寸比傳統散射式背光顯示小六倍的高密度3D畫素，提供超過120°廣視角與連續1公尺景深。實驗顯示其在模擬人眼觀察條件下可呈現細緻、立體且真實的3D畫面，顯示效率比傳統系統高約百倍。原型機為32吋顯示器，影像解析度與深度感顯著提升，未來有望應用於精密醫療影像、互動教育與沉浸式娛樂等領域，為輕薄化、高效能3D顯示技術邁出關鍵一步。
參考資料：Ultra-thin 3D display delivers wide-angle, highly-detailed images. TechXplore, 2025/11/6

光子元件中常見的薄膜電阻，其實也能充當高精度溫度計
哥倫比亞大學（Columbia University）的工程研究團隊發現光子晶片上原本常見的鉑金薄膜電阻，其實本身就能當作溫度感測器使用。這項電阻原本只是為了調整光子元件的共振頻率，卻因具有隨溫度變化而改變電阻值的特性，可直接用來量測晶片溫度。團隊證實這樣的「內建溫度計」不僅反應靈敏、可即時穩定光學共振腔的頻率，還能在無需額外感測器的情況下，使雷射光源長時間維持在穩定波長。這項發現能大幅簡化光子整合電路的結構，降低資料中心能耗與冷卻成本，未來也可應用於矽光調變器與量子元件，推進高效能光電運算的實用化。研究成果已發表於《Nature Photonics》。
參考資料：Thin resistor routinely used in photonic devices can also act as a thermometer. TechXplore, 2025/11/6

研究人員在「光」的研究有助於奈米點的突破
賓州州立大學（Pennsylvania State University）研究團隊最近發現了一種可以使手機、顯示器和電視上的影像更加明亮的方法。透過在二維材料中嵌入第二種非常小（比人類頭髮的寬度小8萬倍）的二維材料（稱為奈米點），可以改變二維材料發出的光。透過控制奈米點的尺寸，科學家可以透過一種稱為量子限制的過程來改變發射光的顏色和頻率。科學家利用奈米點實現的「量子限制」(quantum confinement)創造了一種名為「激子」(exciton)的基本準粒子，它傳輸能量但不攜帶電荷。激子會影響半導體的行為，而能夠精確控制激子可以實現更快、更安全的量子計算。量子運算的改進對網路安全、開發新材料和藥物以及提高人工智慧、機器學習演算法的效率和準確性等領域都有影響。（1190字；圖1）
參考資料：NSF-funded researchers' work on light contributes to nanodot breakthrough. NSF, 2025/6/24

歡迎來粉絲團按讚！

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------