北京大学科研团队近日在量子通信领域取得重大突破，其联合攻关成果登上国际顶级学术期刊《自然》。该团队成功研制出全球首个基于集成光量子芯片的大规模量子密钥分发网络——“未名量子芯网”，标志着我国在量子通信芯片化、规模化应用方面迈出关键一步。
这项成果攻克了双场量子密钥分发技术难题，实现了多项国际领先指标：网络支持20个芯片用户同时进行量子密钥分发，两两用户间无中继通信距离达370公里，整体组网能力覆盖3700公里范围。研究团队通过创新设计，使芯片用户规模和组网能力均达到世界前列水平。
在硬件研发方面，科研人员突破性地将量子密钥发送功能与光学微腔光频梳光源集成于单芯片，验证了磷化铟和氮化硅材料体系的优越性。这种全功能集成设计不仅使晶圆级加工良率显著提升，更具备强大的扩展性，为低成本大规模制备量子芯片奠定了工艺基础。实物照片显示，20个量子密钥分发（QKD）芯片与微梳光源芯片紧凑排列，展现了高度集成的技术特征。
针对量子通信中的核心挑战，团队创新采用波分复用技术与双波长信道相位追踪方案。该技术有效抑制了光源噪声干扰，精准补偿了量子信号相位偏移，在370公里光纤传输中突破无中继线性码率极限。更令人瞩目的是，在490公里闭环光纤链路中仍能实现稳定的安全成码，验证了系统的可靠性。
这项成果具有特殊的历史意义——自2004年量子密钥分发芯片概念首次提出以来，这是该领域首个登上《自然》《科学》正刊的研究。《自然》四位匿名审稿人高度评价，认为该工作"在量子芯片与量子网络领域实现重大突破，展示的量子芯片网络具有显著的大规模扩展潜力"。目前，相关技术已申请多项发明专利，为构建实用化量子通信网络提供了全新路径。
