我國PET技術(shù)取得突破，小動物活體成像分辨率達國際領先

我國研究人員近期在高分辨率小動物PET原型成像技術(shù)領域取得突破，小鼠腦成像達到0.55mm的平均分辨率，是目前為止國際上小動物PET活體成像達到的最高分辨率。

此項技術(shù)是由中國科學院深圳先進技術(shù)研究院研究員楊永峰與UC Davis合作完成的。系統(tǒng)由16個高分辨率雙端讀出相互作用深度測量探測器組成，探測器采用晶格大小為0.43mm的高分辨率晶體陣列，并達到1.7mm的高相互作用深度分辨率，使用經(jīng)過精確系統(tǒng)建模和考慮所有物理效應的三維MLEM圖像重建算法，系統(tǒng)對小鼠腦成像達到了0.55mm的平均分辨率，幾乎達到了小動物PET成像系統(tǒng)分辨率的物理極限。

小動物PET成像系統(tǒng)廣泛應用于疾病的動物模型研究、新藥物的研發(fā)、新治療方法的研究和療效的早期評估以及基礎生物學研究像基因的表達和細胞的追蹤等?，F(xiàn)今小動物PET成像系統(tǒng)的分辨率為1～2mm，并且主要由探測器性能決定。傳統(tǒng)PET成像系統(tǒng)受探測器相互作用深度不確定效應的影響，不能達到全視野均勻高分辨率。

未來的研究工作將結(jié)合已經(jīng)實現(xiàn)的高分辨率、更高的探測器效率和更高的電子學計數(shù)率性能，研發(fā)適合于廣泛生物醫(yī)學應用的高性能小動物PET成像系統(tǒng)。

硅基導模量子集成芯片首次研制成功

中國科技大學和浙江大學的一個聯(lián)合研究小組，首次研制成功硅基導模量子集成芯片，實現(xiàn)單光子態(tài)和量子糾纏態(tài)在偏振、路徑、波導模式等不同自由度之間的相干轉(zhuǎn)換，其干涉可見度均超過90%，為集成量子光學芯片上光子多個自由度的操縱和轉(zhuǎn)換提供重要實驗依據(jù)。

集成光學器件及系統(tǒng)具有尺寸小、可擴展、功耗低、穩(wěn)定性高等諸多優(yōu)點。在過去集成量子光學芯片研究中，人們通常采用偏振自由度或路徑自由度，即利用不同偏振或不同路徑來實現(xiàn)量子信息編碼。其中，偏振編碼僅能實現(xiàn)二維量子信息過程，無法實現(xiàn)高維編碼，因而在信息容量和安全性方面存在明顯不足；路徑編碼雖然可實現(xiàn)高維量子信息過程，但為了防止不同路徑信息之間的串擾，其路徑間距通常較大，極大地制約了量子光學芯片集成度的提升和功能擴展。

研究人員在硅光子集成芯片研制上，首次利用硅納米光波導本征模式作為量子信息編碼的新維度，利用一條支持多個波導模式的多模波導實現(xiàn)量子信息高維編碼，有效避免了信息串擾問題，同時利用光子的多個自由度顯著提升信息容量。

研究人員還利用新型硅基片上模式轉(zhuǎn)化器和模式復用器，成功實現(xiàn)偏振、路徑和波導模式自由度之間的任意相干轉(zhuǎn)換，單光子和雙光子的干涉可見度均超過90%，充分展示了在集成量子光學芯片中同時操縱多個自由度的可能性，為實現(xiàn)集成量子光學芯片中高維量子信息過程奠定重要基礎。