量子通信領域迎來里程碑式進展,我國科研團隊在國際上首次實現基于集成光量子芯片的大規模量子密鑰分發網絡。這項突破性成果發表于國際權威學術期刊《自然》,標志著我國在量子網絡技術領域邁入全球領先行列。
研究團隊開發的雙場量子密鑰分發網絡支持20個芯片用戶同時進行安全通信,網絡覆蓋距離達3700公里。該系統采用創新的光量子芯片架構,成功解決了傳統技術中光源穩定性與器件集成度的核心難題,實現了從點對點傳輸向多用戶網絡的跨越式發展。實驗數據顯示,芯片在晶圓級制造過程中展現出優異的一致性,為低成本規模化生產奠定了基礎。
量子密鑰分發通過量子態的不可克隆特性確保通信安全,其中雙場協議因其獨特的遠距離傳輸優勢備受關注。然而,該技術對硬件性能要求極為嚴苛,此前全球尚未實現芯片級集成方案。北京大學王劍威教授團隊聯合中科院專家,歷時五年攻克了光子調控、噪聲抑制等關鍵技術,最終研制出具備完整功能的光量子芯片。
《自然》雜志審稿專家高度評價這項成果,認為其展示的量子網絡具有卓越的擴展能力,將顯著推動量子通信技術的實用化進程。研究證實,基于光量子芯片的解決方案可使系統體積縮小兩個數量級,同時將組網成本降低至傳統方案的十分之一,為構建全球量子通信基礎設施提供了可行路徑。
據技術資料顯示,該網絡采用分層架構設計,上層通過經典信道協調量子資源分配,下層利用量子糾纏實現密鑰分發。在3700公里的傳輸測試中,系統誤碼率控制在1.2%以下,密鑰生成速率達到每秒千比特級,滿足金融、政務等高安全場景的實時加密需求。研究團隊正在開發支持100用戶的新一代芯片,預計三年內實現萬公里級量子網絡演示。












