量子通信領域迎來里程碑式進展——我國科學家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，相關成果近日發表于國際頂級學術期刊《自然》。該網絡由北京大學王劍威、龔旗煌教授團隊與研究員常林聯合攻關完成，通過自主研發的兩款核心芯片，突破了傳統量子通信在用戶規模、傳輸距離和系統復雜度上的多重限制。
研究團隊針對雙場量子密鑰分發（TF-QKD）技術面臨的核心挑戰展開創新。這項技術雖具備測量設備無關的安全性和超長距離傳輸優勢，但傳統實現方式依賴分立的光纖器件，僅能支持兩用戶點對點通信，且對光源噪聲和相位鎖定精度要求極高。團隊歷時六年研發出兩款突破性芯片：服務器端的光學微腔光頻梳光源芯片可生成超低噪聲相干光，為整個網絡提供統一頻率基準；用戶端的量子密鑰發送芯片則將激光器、調制器、編解碼模塊等十余個關鍵器件集成于方寸之間，實現了全功能一體化設計。
基于這兩款芯片構建的"未名量子芯網"展現出顯著優勢。該網絡支持20個用戶同時并行通信，任意兩用戶間最遠通信距離達370公里，通過創新組網技術將無中繼通信范圍擴展至3700公里。相較于傳統系統，新網絡在用戶容量、傳輸距離和系統穩定性方面均實現數量級提升，關鍵技術指標達到國際領先水平。特別值得關注的是，芯片采用晶圓級制造工藝，在保證高度均一性的同時實現了90%以上的良品率，為低成本規模化生產奠定基礎。
《自然》期刊審稿專家高度評價這項成果，指出其"展示了量子芯片網絡前所未有的擴展能力，將重新定義量子通信的技術邊界"。研究團隊透露，該網絡已通過第三方權威檢測，在真實光纖環境中驗證了其穩定性和可靠性。目前團隊正推進量子通信芯片與量子計算芯片的融合研究，旨在構建覆蓋編碼、傳輸、處理全鏈條的集成化量子信息平臺。
這項突破標志著量子通信技術從實驗室走向實用化邁出關鍵一步。隨著芯片化技術的成熟，未來有望構建覆蓋城市群乃至跨國界的量子保密通信網絡，為金融、政務、國防等領域提供無條件安全的信息傳輸保障。據研究團隊介紹，相關芯片技術已申請多項國際專利，正在與產業界合作推進技術轉化。
