北京大學科研團隊近日在量子通信領域取得重大突破，其聯合攻關成果登上國際頂級學術期刊《自然》。該團隊成功研制出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”，標志著我國在量子通信芯片化、規模化應用方面邁出關鍵一步。

這項成果攻克了雙場量子密鑰分發技術難題，實現了多項國際領先指標：網絡支持20個芯片用戶同時進行量子密鑰分發，兩兩用戶間無中繼通信距離達370公里，整體組網能力覆蓋3700公里范圍。研究團隊通過創新設計，使芯片用戶規模和組網能力均達到世界前列水平。

在硬件研發方面，科研人員突破性地將量子密鑰發送功能與光學微腔光頻梳光源集成于單芯片，驗證了磷化銦和氮化硅材料體系的優越性。這種全功能集成設計不僅使晶圓級加工良率顯著提升，更具備強大的擴展性，為低成本大規模制備量子芯片奠定了工藝基礎。實物照片顯示，20個量子密鑰分發（QKD）芯片與微梳光源芯片緊湊排列，展現了高度集成的技術特征。

針對量子通信中的核心挑戰，團隊創新采用波分復用技術與雙波長信道相位追蹤方案。該技術有效抑制了光源噪聲干擾，精準補償了量子信號相位偏移，在370公里光纖傳輸中突破無中繼線性碼率極限。更令人矚目的是，在490公里閉環光纖鏈路中仍能實現穩定的安全成碼，驗證了系統的可靠性。

這項成果具有特殊的歷史意義——自2004年量子密鑰分發芯片概念首次提出以來，這是該領域首個登上《自然》《科學》正刊的研究。《自然》四位匿名審稿人高度評價，認為該工作"在量子芯片與量子網絡領域實現重大突破，展示的量子芯片網絡具有顯著的大規模擴展潛力"。目前，相關技術已申請多項發明專利，為構建實用化量子通信網絡提供了全新路徑。