在量子通信領域，我國科研團隊取得了一項具有里程碑意義的突破。北京大學的研究團隊經過多年技術攻關，成功研制出兩款核心芯片，并以此構建了全球首個基于集成光量子芯片的大規模量子密鑰分發網絡——“未名量子芯網”。這一成果近日在國際頂級學術期刊《自然》上發表，標志著我國在量子通信實用化、規模化方面邁出了關鍵一步。
雙場量子密鑰分發（TF-QKD）技術因其兼具測量設備無關的安全性和超長距離傳輸優勢，被視為量子通信領域的“黃金標準”。然而，該技術的實現面臨諸多挑戰，尤其是遠程獨立激光源之間的單光子干涉穩定性要求極高，對光源噪聲抑制和全局相位鎖定技術提出了嚴苛標準。此前，國際上的相關實驗大多依賴體塊或分立光纖器件，且多為兩用戶點對點系統，難以滿足大規模組網需求。
研究團隊此次突破的關鍵在于兩款核心芯片的研發。服務器端的光學微腔光頻梳光源芯片能夠產生超低噪聲的相干光源，為整個網絡提供統一的“頻率基準”，確保所有用戶通信的同步性；用戶端的量子密鑰發送芯片則集成了激光器、調制器、密鑰編解碼等關鍵功能，實現了全功能一體化設計。這兩款芯片的協同工作，為構建大規模量子通信網絡奠定了技術基礎。
基于這兩款芯片，“未名量子芯網”成功解決了傳統量子通信網絡用戶少、距離有限、設備復雜等痛點。該網絡可支持20個芯片用戶同時并行通信，任意兩用戶間的通信距離達370公里，組網能力突破3700公里，且無需中繼設備。這一成果不僅刷新了無中繼量子通信的技術紀錄，更實現了多用戶、長距離的量子通信突破，相關技術指標達到國際領先水平。
值得一提的是，研究團隊開發的光量子芯片在晶圓級制備中展現出高度均一性和高良率，這意味著芯片有望實現低成本批量生產。這一特性對于構建覆蓋更廣、成本更低的大規模量子通信網絡具有關鍵意義，為量子通信技術的商業化應用鋪平了道路。
《自然》期刊審稿人高度評價這一成果，認為這是量子芯片與量子網絡領域的重大突破。審稿人指出，該研究展示的量子芯片網絡具備顯著的大規模擴展能力，將為量子通信領域帶來深遠影響。目前，研究團隊正繼續探索量子通信芯片網絡與量子計算芯片的融合路徑，旨在構建集成化、實用化的量子信息技術體系。
