在量子通信领域，我国科研团队取得了一项具有里程碑意义的突破。北京大学的研究团队经过多年技术攻关，成功研制出两款核心芯片，并以此构建了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”。这一成果近日在国际顶级学术期刊《自然》上发表，标志着我国在量子通信实用化、规模化方面迈出了关键一步。
双场量子密钥分发（TF-QKD）技术因其兼具测量设备无关的安全性和超长距离传输优势，被视为量子通信领域的“黄金标准”。然而，该技术的实现面临诸多挑战，尤其是远程独立激光源之间的单光子干涉稳定性要求极高，对光源噪声抑制和全局相位锁定技术提出了严苛标准。此前，国际上的相关实验大多依赖体块或分立光纤器件，且多为两用户点对点系统，难以满足大规模组网需求。
研究团队此次突破的关键在于两款核心芯片的研发。服务器端的光学微腔光频梳光源芯片能够产生超低噪声的相干光源，为整个网络提供统一的“频率基准”，确保所有用户通信的同步性；用户端的量子密钥发送芯片则集成了激光器、调制器、密钥编解码等关键功能，实现了全功能一体化设计。这两款芯片的协同工作，为构建大规模量子通信网络奠定了技术基础。
基于这两款芯片，“未名量子芯网”成功解决了传统量子通信网络用户少、距离有限、设备复杂等痛点。该网络可支持20个芯片用户同时并行通信，任意两用户间的通信距离达370公里，组网能力突破3700公里，且无需中继设备。这一成果不仅刷新了无中继量子通信的技术纪录，更实现了多用户、长距离的量子通信突破，相关技术指标达到国际领先水平。
值得一提的是，研究团队开发的光量子芯片在晶圆级制备中展现出高度均一性和高良率，这意味着芯片有望实现低成本批量生产。这一特性对于构建覆盖更广、成本更低的大规模量子通信网络具有关键意义，为量子通信技术的商业化应用铺平了道路。
《自然》期刊审稿人高度评价这一成果，认为这是量子芯片与量子网络领域的重大突破。审稿人指出，该研究展示的量子芯片网络具备显著的大规模扩展能力，将为量子通信领域带来深远影响。目前，研究团队正继续探索量子通信芯片网络与量子计算芯片的融合路径，旨在构建集成化、实用化的量子信息技术体系。
