北京大學物理學院與電子學院的科研團隊在量子通信領域實現重大突破，成功構建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。該成果以論文形式發表于國際頂級學術期刊《自然》，標志著我國在量子保密通信技術實用化進程中邁出關鍵一步。
研究團隊通過創新性的芯片架構設計，同時研制出全功能集成的量子密鑰發送芯片與光學微腔光頻梳光源芯片。基于這兩款核心芯片構建的"未名量子芯網"系統，首次實現了20個用戶節點的大規模并行通信，節點間無中繼傳輸距離突破370公里，組網能力指標達到3700公里·對數，創造了量子通信網絡性能的新紀錄。
硬件系統采用磷化銦與氮化硅混合材料體系，中心服務器節點部署的氮化硅光學微腔頻率梳，通過自注入鎖定技術產生線寬僅40赫茲的超低噪聲相干暗脈沖頻率梳。這種芯片級光源替代了傳統方案中龐大的桌面激光設備，顯著提升了系統集成度。用戶端采用的磷化銦光量子芯片實現激光器、調制器等關鍵模塊的全集成，晶圓級制造工藝使芯片良率達到97.5%，確保了大規模部署的可行性。
技術方案采用雙場量子密鑰分發協議與波分復用技術相結合，有效解決了多用戶網絡中的信號串擾和相位同步難題。實驗數據顯示，系統在370公里光纖傳輸中仍保持低誤碼率運行，密鑰生成速率突破線性理論極限。這種創新架構為降低量子通信設備成本、提升網絡擴展性提供了全新的芯片級解決方案，對構建實用化量子保密通信網絡具有重要示范意義。
