量子通信領(lǐng)域迎來(lái)里程碑式進(jìn)展，我國(guó)科研團(tuán)隊(duì)在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)基于集成光量子芯片的大規(guī)模量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)。這項(xiàng)突破性成果發(fā)表于國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然》，標(biāo)志著我國(guó)在量子網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域邁入全球領(lǐng)先行列。

研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的雙場(chǎng)量子密鑰分發(fā)網(wǎng)絡(luò)支持20個(gè)芯片用戶(hù)同時(shí)進(jìn)行安全通信，網(wǎng)絡(luò)覆蓋距離達(dá)3700公里。該系統(tǒng)采用創(chuàng)新的光量子芯片架構(gòu)，成功解決了傳統(tǒng)技術(shù)中光源穩(wěn)定性與器件集成度的核心難題，實(shí)現(xiàn)了從點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸向多用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)的跨越式發(fā)展。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，芯片在晶圓級(jí)制造過(guò)程中展現(xiàn)出優(yōu)異的一致性，為低成本規(guī)模化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

量子密鑰分發(fā)通過(guò)量子態(tài)的不可克隆特性確保通信安全，其中雙場(chǎng)協(xié)議因其獨(dú)特的遠(yuǎn)距離傳輸優(yōu)勢(shì)備受關(guān)注。然而，該技術(shù)對(duì)硬件性能要求極為嚴(yán)苛，此前全球尚未實(shí)現(xiàn)芯片級(jí)集成方案。北京大學(xué)王劍威教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中科院專(zhuān)家，歷時(shí)五年攻克了光子調(diào)控、噪聲抑制等關(guān)鍵技術(shù)，最終研制出具備完整功能的光量子芯片。

《自然》雜志審稿專(zhuān)家高度評(píng)價(jià)這項(xiàng)成果，認(rèn)為其展示的量子網(wǎng)絡(luò)具有卓越的擴(kuò)展能力，將顯著推動(dòng)量子通信技術(shù)的實(shí)用化進(jìn)程。研究證實(shí)，基于光量子芯片的解決方案可使系統(tǒng)體積縮小兩個(gè)數(shù)量級(jí)，同時(shí)將組網(wǎng)成本降低至傳統(tǒng)方案的十分之一，為構(gòu)建全球量子通信基礎(chǔ)設(shè)施提供了可行路徑。

據(jù)技術(shù)資料顯示，該網(wǎng)絡(luò)采用分層架構(gòu)設(shè)計(jì)，上層通過(guò)經(jīng)典信道協(xié)調(diào)量子資源分配，下層利用量子糾纏實(shí)現(xiàn)密鑰分發(fā)。在3700公里的傳輸測(cè)試中，系統(tǒng)誤碼率控制在1.2%以下，密鑰生成速率達(dá)到每秒千比特級(jí)，滿足金融、政務(wù)等高安全場(chǎng)景的實(shí)時(shí)加密需求。研究團(tuán)隊(duì)正在開(kāi)發(fā)支持100用戶(hù)的新一代芯片，預(yù)計(jì)三年內(nèi)實(shí)現(xiàn)萬(wàn)公里級(jí)量子網(wǎng)絡(luò)演示。