新突破

我国PET技术取得突破，小动物活体成像分辨率达国际领先

我国研究人员近期在高分辨率小动物PET原型成像技术领域取得突破，小鼠脑成像达到0.55mm的平均分辨率，是目前为止国际上小动物PET活体成像达到的最高分辨率。

此项技术是由中国科学院深圳先进技术研究院研究员杨永峰与UC Davis合作完成的。系统由16个高分辨率双端读出相互作用深度测量探测器组成，探测器采用晶格大小为0.43mm的高分辨率晶体阵列，并达到1.7mm的高相互作用深度分辨率，使用经过精确系统建模和考虑所有物理效应的三维MLEM图像重建算法，系统对小鼠脑成像达到了0.55mm的平均分辨率，几乎达到了小动物PET成像系统分辨率的物理极限。

小动物PET成像系统广泛应用于疾病的动物模型研究、新药物的研发、新治疗方法的研究和疗效的早期评估以及基础生物学研究像基因的表达和细胞的追踪等。现今小动物PET成像系统的分辨率为1～2mm，并且主要由探测器性能决定。传统PET成像系统受探测器相互作用深度不确定效应的影响，不能达到全视野均匀高分辨率。

未来的研究工作将结合已经实现的高分辨率、更高的探测器效率和更高的电子学计数率性能，研发适合于广泛生物医学应用的高性能小动物PET成像系统。

硅基导模量子集成芯片首次研制成功

中国科技大学和浙江大学的一个联合研究小组，首次研制成功硅基导模量子集成芯片，实现单光子态和量子纠缠态在偏振、路径、波导模式等不同自由度之间的相干转换，其干涉可见度均超过90%，为集成量子光学芯片上光子多个自由度的操纵和转换提供重要实验依据。

集成光学器件及系统具有尺寸小、可扩展、功耗低、稳定性高等诸多优点。在过去集成量子光学芯片研究中，人们通常采用偏振自由度或路径自由度，即利用不同偏振或不同路径来实现量子信息编码。其中，偏振编码仅能实现二维量子信息过程，无法实现高维编码，因而在信息容量和安全性方面存在明显不足；路径编码虽然可实现高维量子信息过程，但为了防止不同路径信息之间的串扰，其路径间距通常较大，极大地制约了量子光学芯片集成度的提升和功能扩展。

研究人员在硅光子集成芯片研制上，首次利用硅纳米光波导本征模式作为量子信息编码的新维度，利用一条支持多个波导模式的多模波导实现量子信息高维编码，有效避免了信息串扰问题，同时利用光子的多个自由度显著提升信息容量。

研究人员还利用新型硅基片上模式转化器和模式复用器，成功实现偏振、路径和波导模式自由度之间的任意相干转换，单光子和双光子的干涉可见度均超过90%，充分展示了在集成量子光学芯片中同时操纵多个自由度的可能性，为实现集成量子光学芯片中高维量子信息过程奠定重要基础。